Relatorio fisica

Circuito RC

Débora de Souza Soares, Janaina Soares Martins, Tássio de Morais Garcia, Thaís Garrido

Núcleo de Física –  Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Av. Brasil, 4232, Independência, Medineira, Paraná
e-mail: [e-mail]

Resumo

   

Palavras chave:

Introdução

     Os capacitores são elementos do circuito utilizados para acumular cargas e liberá-las no exato momento, são usados também para transmitir sinais por meio de pulsos, gerar ou sintonizar oscilações eletromagnéticas, entre outros. A maneira mais fácil de se carregar um capacitor é ligar suas placas aos polos de uma fonte.                Um circuito composto por um capacitor e um resistor é denominado como circuito RC. [1] A figura 1 representa esse tipo de circuito.

[pic 1]

Figura 1. Representação do circuito RC, apresentando o resistor , o capacitor e a tensão aplicada.

     Um circuito RC é fundamental em circuitos eletrônicos. A rapidez do circuito eletrônico é determinado pela fixação de uma constante de tempo, justificando assim sua importância. [2]

     O tipo de comportamento encontrado no circuito RC pode ser encontrado em inúmeras outras áreas das ciências exatas e engenharias, por exemplo, no transporte de calor em regime transitório, com substâncias radioativas, em amortecimentos, entre outros, por isso é importante o estudo do comportamento de um capacitor que está sendo carregado ou descarregado. [2]

     No processo de carga do capacitor liga-se a chave ao terminal estabelecendo, desse modo, uma corrente que inicialmente tem valor i = i0. Porém, conforme o capacitor começa a se carregar, a corrente no resistor vai diminuindo, até atingir o valor 0. Já no processo de descarga do capacitor, liga-se agora a chave ao terminal, o capacitor começa a se descarregar e a corrente no resistor passa a diminuir, possuindo sentido contrário. [3]

Procedimento Experimental

Primeiramente utilizou-se a placa de borne e montou-se o circuito, conectando uma fonte de tensão contínua ao circuito e uma chave liga-desliga inicialmente na posição desligada.

Em seguida anotou-se o valor da capacitância do capacitor fornecida pela fabricante e mediu-se a resistência do resistor. Com um condutor descarregou-se completamente o capacitor. Colocou-se em curto-circuito as duas extremidades do capacitor.

A partir daí conectou-se o multímetro na função voltímetro em escala de 20 V, em paralelo aos terminais do capacitor.

Em seguida, ligou-se a fonte de tensão e ajustou-se para 10 V mantendo a chave liga-desliga na posição desligada. Quando a chave foi ligada, o capacitor foi carregado através do resistor.

Logo após, ligou-se a chave e acionou-se simultaneamente o cronômetro. Anotou-se em uma tabela os valores do tempo para cada valor da diferença de potencial (ddp) no capacitor durante o processo de carga do capacitor.

Novamente, com um condutor descarregou-se completamente o capacitor.

Após, conectou-se o multímetro, na função voltímetro na escala de 20 V, em paralelo aos terminais do resistor.

Ligou-se a chave e acionou-se o cronometro ao mesmo tempo. Anotou-se em uma tabela os valores do tempo para os valores da ddp encontrados no resistor durante o processo de carga do capacitor.

Em seguida, calculou-se a corrente elétrica no circuito no processo de carga utilizando a Lei de Ohm. Durante a segunda parte do procedimento, realizou-se a análise da ddp no processo de descarga do capacitor.

Inicialmente na segunda parte, colocou-se a chave liga-desliga na posição desligada, em seguida desconectou-se a fonte de tensão do circuito, fechou-se o circuito com um seguimento de fio condutor.

Conectou-se o multímetro, função voltímetro em escala de 20 V, em paralelo aos terminais do capacitor.

Em seguida, ligou-se a chave e acionou-se o cronometro simultaneamente. Anotou-se em uma tabela os valores do tempo para os valores da ddp no capacitor durante o processo de descarga do capacitor.

Quando o voltímetro indicou uma tensão igual a zero, foi necessário carrega-lo novamente para análise da tensão no resistor durante o processo de descarga. Para fazer isto, ligou-se o capacitor em série com a fonte de tensão regulada em 10 V, ao ligar a fonte o capacitor carregou-se instantaneamente.

Logo após, conectou-se o multímetro, na função voltímetro em escala de 20 V, em paralelo aos terminais do resistor.

Ligou-se a chave e acionou-se o cronometro simultaneamente. Anotou-se em uma tabela os valores do tempo para cada valor da ddp no resistor durante o processo de descarga.

Novamente, calculou-se a corrente elétrica no circuito no processo de carga utilizando a Lei de Ohm.

Para finalizar, construiu-se gráficos referente a i x t, VR x t e VC x t nos processos de carga e descarga do capacitor.    

Resultados e Discussão

     Na tabela 1 está representado o tempo necessário para um capacitor se carregar até 10 V e um resistor descarregar-se 10 V. 

Tabela 1. Dados de tempo no processo de carga do capacitor e descarga do resistor.

Tensão no capacitor (V)	Tempo (s)	Tensão no resistor (V)	Tempo (s)
0,0	0	10,0	0
0,5	6	9,5	7
1,0	14	9,0	13
1,5	22	8,5	21
2,0	30	8,0	27
2,5	40	7,5	37
3,0	53	7,0	46
3,5	69	6,5	57
4,0	87	6,0	67
4,5	111	5,5	79
5,0	141	5,0	92
6,0	228	4,0	123
7,0	360	3,0	164
8,0	598	2,0	225
9,0	1387	1,0	348
10,0	-	0,54	660

[pic 2]   Gráfico 1. Corrente Versus Tempo na carga do resistor.

  Na tabela 2 está disponível informações referentes aos valores teóricos e práticos das correntes do resistor durante a carga.