A Atividade Para a Disciplina de Física Experimental

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Curva de descarga de um capacitor em um circuito RC

Atividade para a disciplina de Física experimental III Centro Federal de Ensino Tecnológico Celso Suckow da Fonseca

Campus Nova Iguaçu

Autor:

Enzo Ferreira Tomaz Silva

Nova Iguaçu

26 de setembro de 2021

Sumário

1. Introdução        1
2. Objetivo        1
3. Fundamentos teóricos        1
4. Arranjo experimental        2

1. Materiais utilizados        3

1. Resultados        4

1. Simulação        6

1. Conclusão        7

Lista de Figuras

Figura 1	Circuito RC com chave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	1
Figura 2	Circuito RC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	3
Figura 3	Osciloscópio utilizado no experimento . . . . . . . . . . . . . . . . .	3
Figura 4	Curva da descarga do capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	4
Figura 5	Código utilizado para simular a curva de descarga do capacitor . . .	6

Figura 6        Simulação da curva de descarga do capacitor com os dados da ta-

bela 2        7

Lista de Tabelas

Tabela 1        Medição do resistor e do capacitor        4

Tabela 2        Dados obtidos a partir da leitura do osciloscópio        5

Tabela 3        Valor da constante de tempo para os dados de resistência e capaci- tância do circuito.        5

Tabela 4        Valor da constante de tempo para os dados da simulação.        7

1. Introdução

Com o atual período de atividades retomas, o experimento foi realizado pelo pro- fessor responsável pela disciplina e disposta na plataforma para a análise dos alunos.

Neste experimento, o capacitor foi ligado em série com um resistor, formando um circuito RC, e o circuito foi alimentado com uma onda quadrada afim de carregar o capacitor e após isso, descarregá-lo e verificar com ose comporta a descarga do capacitor.

1. Objetivo

O objetivo deste experimento é observar curva de descarga de um capacitor em circuito RC. E a partir dos dados obtidos, obter a constante do tempo do processo de descarga.

1. Fundamentos teóricos

A montagem em série entre um resistor e capacitor possui uma característica im- portante, pois como o capacitor armazena energia, ao carregá-lo e cessar o fornecimento da fonte, o capacitor descarrega energia no circuito alimentando o resistor.

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Figura 1: Circuito RC com chave Fonte: autor próprio

A partir da imagem acima, pode-se analisar as quedas de tensão no circuito com a Fonte desconectada.

Sabe-se que:

---

Q − i.R = 0

Q = i.R (eq. 1)[pic 3][pic 4]

i = dQ, substituindo em eq. 1[pic 5]

dQ .R = −Q[pic 6][pic 7]

∫ Q  dQ dQ = ∫ t   −1 dt[pic 8][pic 9][pic 10]

ln(Q) − ln(Qo) =  −t  [pic 11]

ln( Q ) =  −t .

Qo        R.C

Q = Qo.e R.C . Como, V = Q/C V = Vo.e−R.C[pic 12][pic 13][pic 14][pic 15]

Portanto, a descarga do capaitor em um circuito RC respeita um caráter exponen-

cial.

1. Arranjo experimental

Será demonstrado como foi projetado o experimento para atender o objetivo deste relatório.

1. Materiais utilizados

• 1 multímetro;

• 1 resistores de 981 Ω;
• 1 capacitor de 6.5 µF;
• 1 osciloscópio;
• 1 protoboard;
• 1 arduino.

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Figura 2: Circuito RC Fonte: autor próprio

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Figura 3: Osciloscópio utilizado no experimento Fonte: autor próprio

1. Resultados

Foram realizadas as medições conforme o vídeo disponibilizado pelo professor e anotações foram feitas:

	Incerteza
Resistência	0.981 K.Ω	0.001 K.Ω
Capacitância	6.50 µF	0.01 µF

Tabela 1: Medição do resistor e do capacitor

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Figura 4: Curva da descarga do capacitor Fonte: Autor próprio