O Circuito RC

Circuito RC

NATALIE SILVA PINTO RA:161212; NICOLE ROBERTA MENON RA:161237; SUZANA LOPES TENOR RA:161216; TAMIRES M. IGNÁCIO RA:161186

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1. Introdução

Um capacitor é um elemento do circuito elétrico responsável pelo acúmulo de cargas para liberá-la no momento certo. Um circuito composto de um resistor, de um capacitor e uma força eletromotriz, é denominado circuito RC.

Quando uma chave é fechada, imediatamente inicia uma corrente que fluirá através do circuito. Elétrons fluirão do terminal negativo da fonte através do resistor e ficará acumulado na placa superior do capacitor C. Consequentemente a mesma quantidade de elétrons fluirá da placa inferior do capacitor deixando-a mais negativa. Neste caso, a carga nas placas do capacitor vai aumentando, em módulo, enquanto houver corrente elétrica no circuito. Este processo ocorrerá até que diferença de potencial entre as placas do capacitor fique igual a fonte. Isto significa que a corrente elétrica deve diminuir com o tempo. Para o procedimento experimental, utilizou-se a equação da carga como sendo:

𝑉𝐶 = 𝜀 (1–𝑒^(−𝑡/𝜏)) (1)

E a equação da descarga:

𝑉𝐶 = 𝜀𝑒 ^ (−𝑡/ 𝜏) (2)

A quantidade 𝜏 = 𝑅𝐶 é denominada de constante de tempo capacitiva do circuito e tem unidade de tempo. Uma constante de tempo, ou seja, quando 𝑡 = 𝜏 é igual ao tempo necessário para carregar um capacitor a 63% de sua tensão final. Para o processo de descarga, quando 𝑡 = 𝜏 o capacitor apresentará 37% de sua carga inicial.

2. Objetivos

Determinar a capacitância de um capacitor por meio de um circuito RC.  

3. Detalhes do Experimento

Para realizar o experimento, primeiramente utilizou-se o multímetro para medir o valor da resistência elétrica do circuito (R) e o valor da tensão que saía do circuito (ε). Ajustou-se a tensão para aproximadamente 9 V para iniciar o processo de carga.

Para carga do capacitor montou-se o circuito RC, e obteve-se medições da tensão a cada 10 segundos até atingir uma tensão próxima da tensão da fonte (Tabela 1). Para o procedimento da descarga, abriu-se o circuito deixando o capacitor descarregar no resistor e anotou-se os valores do multímetro a cada 10 segundos até zerar.

4. Resultados e Discussão

Abaixo as tabelas com os valores da tensão durante a carga e a descarga e os gráficos referente aos mesmos:

Tabela 1. Tempo e tensão medidos durante o processo de carga.

Tempo (s)	Tensão no capacitor (V)
10	1,36
20	1,85
30	2,34
40	2,79
50	3,2
60	3,57
70	3,92
80	4,24
90	4,52
100	4,79
110	5,05
120	5,29
130	5,5
140	5,7
150	5,89
160	6,06
170	6,22
180	6,37
190	6,51
200	6,65
210	6,77
220	6,88
230	6,99
240	7,09
250	7,19
260	7,27
270	7,35
280	7,43
290	7,5
300	7,57
310	7,63
320	7,69
330	7,74
340	7,8
350	7,85
360	7,89
370	7,94
380	7,98
390	8,01
400	8,05
410	8,09
420	8,12
430	8,15
440	8,18
450	8,21
460	8,23
470	8,26
480	8,28
490	8,3
500	8,32
510	8,34
520	8,36
530	8,38

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Tempo (s)	Diferença de potencial (V)
10	8,84
20	7,54
30	7,25
40	5,99
50	4,94
60	4,09
70	2,85
80	2,44
90	2,06
100	1,72
110	1,43
120	0,16
130	0,1
140	0,07
150	0,05
160	0,03
170	0,02
180	0,01

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