Apresentação de Atividade Desenvolvidas ao Departamento Ciências Exatas e Aplicadas da Universidade Federal de Ouro Preto
Por: Miller Thiago • 11/6/2015 • Relatório de pesquisa • 1.396 Palavras (6 Páginas) • 614 Visualizações
UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO[pic 1]
Instituto de Ciências Exatas e Aplicadas - ICEA
Campus João Monlevade
Carlos Augusto Andreosi
Felipe César Ferreira Chaves
Jonathas Freitas
Lucas Roger Corrêa
Paulo César Lacerda de Souza Junior
Raul Messias Bezerra
CIRCUITO RC
JOÃO MONLEVADE
NOVEMBRO DE 2014
Carlos Augusto Andreosi
Felipe César
Jonathas Freitas
Lucas Roger Corrêa
Paulo César Lacerda de Souza Junior
Raul Messias Bezerra
CIRCUITO RC
Apresentação de atividade desenvolvidas ao Departamento Ciências Exatas e Aplicadas da Universidade Federal de Ouro Preto, como requisito parcial para aprovação na disciplina CEA007 – Física II do curso de Bacharelado em Engenharia de Computação e Engenharia Elétrica.
Professor: Fabio Santos
JOÃO MONLEVADE
NOVEMBRO DE 2014
SUMÁRIO
1 – INTRODUÇÃO
2 – OBJETIVO
3 – FUNDAMENTOS TEÓRICOS
3.1 – Carga do Capacitor
3.2 – Descarga do Capacitor
4 – MATERIAIS NECESSÁRIOS
5 – PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
6 – RESULTADOS E DISCUSÕES
7 – CONCLUSÃO
8 – REFERÊNCIAS
1 – INTRODUÇÃO
Um circuito composto por um resistor, um capacitor e uma força eletromotriz em uma associação em série numa malha fechada é denominado com um circuito RC. O capacitor é um elemento do circuito responsável pelo acumulo de carga para liberar no momento certo.
Pela concepção deste circuito, quando uma resistência R, fazendo que a tensão eleve instantaneamente ao máximo, porém quando inserimos um capacitor neste circuito, a tensão demora certo tempo para assumir seu valor máximo a tensão inicial V0.
Ao energizar um circuito RC, inicialmente o capacitor está descarregado no instante t=0. Visto que a carga Q não estabelece de maneira instantânea. Sabendo que pela lei de ohm a intensidade de corrente I define pela constante de carga sobre a constante de tempo.
Entanto, os circuitos RC são encontrados em diverso dispositivos como fontes de alimentação, circuito integrador, circuitos digitais, relê de corrente onde são visto neste relatório todo procedimento experimental como base teórica aplicada pela constate e tempo do circuito RC.
2 – OBJETIVO
O Objetivo da pratica é verifica experimentalmente os processos de carga e descarga do capacitor em um circuito RC e analise da constante de tempo no circuito.
3 – FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Iniciando o procedimento experimental onde será analisada a constante de tempo capacitiva devemos iniciar por 2 processos interessante onde este procedimento foi realizado para melhor entendimento e chegamos a conclusão que são a carregamento e descarregamento do capacitor visto neste tópico com base da figura 1.
[pic 2]
Figura 1 – Circuito RC.
[pic 3]
[pic 4]
Aplicando a 1ª lei de ohm iniciaremos por 2 equações:
[pic 5]
[pic 6]
3.1 – Carga do Capacitor
Ao energizar o circuito e a chave na posição “a”, aplicando a lei das malhas de Kirchhoff ao circuito da figura 1 temos:
[pic 7]
Da equação 1 e 4 podemos escrever:
[pic 8]
Da equação 3, substituindo em 6 temos:
[pic 9]
A solução para esta equação diferencial é do tipo:
[pic 10]
Verificando esta afirmação que Q0 é a carga máxima do capacitor, temos:
[pic 11]
A grandeza RC, que tem dimensão de tempo, é chamada de constante de tempo capacitiva onde representa o tempo necessário para que a carga ou a tensão atinja, no capacitor, um valor igual a 63% do seu valor máximo. O comportamento da tensão V é obtido a partir do comportamento de Q, equação 1. Então:
[pic 12]
O que podemos observar é que, ao ligarmos um circuito RC, a tensão demora um tempo infinito para atingir ao seu valor máximo, figura 2.
[pic 13]
Figura 2 – Circuito RC.
3.2 – Descarga do Capacitor
Suponha agora que, na figura 1, a chave tenha permanecido na posição “a” por um longo período de tempo, de modo que o capacitor esteja completamente carregado. Levando a chave para a posição “b” ele começa a ser descarregado pelo resistor R. Aplicando novamente a equação das malhas de Kirchhoff para esse circuito, temos:
[pic 14]
Da equação 1 a 4 temos:
[pic 15]
Ou ainda de 3 temos:
[pic 16]
Rearmando a equação, obtemos:
[pic 17]
A solução da equação diferencial é do tipo:
[pic 18][pic 19]
Verificando a afirmação onde Qo é a carga inicial ou carga máxima no capacitor derivando 15, com respeito a t temos a corrente I.
[pic 20][pic 21]
O sinal negativo na equação 16 define que a corrente é em sentido contrário ao que nos convencionamos inicialmente.
[pic 22]
Concluindo, retomando as equações 1, 4, 11 e 17 temos a equação 18 que fornece o valor da tensão V da descarga do capacitor em função do tempo:
...