Procedimento gráfico para levantar e carregar o capacitor

Objetivo

Procedimento de levantamento gráfico de carga e descarga de um capacitor.

Introdução

O capacitor ou condensador se parece um pouco com uma bateria, embora funcionem se maneira diferente, ambos armazenam energia elétrica. Porém sabemos que uma pilha (ou bateria) possui dois pólos (ou terminais) e dentro da pilha, reações químicas produzem elétrons em um terminal e absorvem elétrons no outro. O capacitor é um dispositivo mais simples e não produz elétrons apenas os armazena. Uma maneira de visualiza a ação do capacitor é imaginá-lo como uma torre de água conectada a uma tubulação. Uma torre de água "armazena" pressão de água – quando as bombas do sistema enviam mais água do que a capacidade necessita, o excesso é armazenado na torre de água. Então, nos momentos de maior demanda, o excesso de água flui para a torre para manter a pressão alta. Um capacitor armazena elétrons da mesma forma, e pode liberá-los mais tarde.

Como a pilha, o capacitor possui dois terminais. Dentro do capacitor, os terminais conectam-se a duas placas metálicas separadas por um dielétrico que pode ser ar, papel, plástico ou qualquer outro material que não conduza eletricidade e impeça que as placas se toquem. Quando conectamos um capacitor a uma pilha, a placa do capacitor conectada ao terminal negativo da pilha aceita os elétrons que a pilha produz e a placa conectada ao terminal positivo da pilha perde os elétrons para a pilha. Depois de carregado o capacitor possui a mesma tensão que a pilha. Em um capacitor pequeno, a capacidade é pequena, mas capacitores grandes podem armazenar uma carga considerável.

Em um capacitor quanto mais carga ele acumular para uma dada tensão maior será sua capacitância. Assim, define-se capacitância como sendo a relação entre a carga acumulada e a tensão aplicada. Os capacitores são também a base da memória RAM, onde para cada bit de dados temos um capacitor e um transistor. O transistor se encarrega de ler e gravar o bit, enquanto o capacitor armazena-o. Quando o capacitor está descarregado temos um bit 0 e quando está carregado temos um bit 1. Como no caso da memória o capacitor mantém sua carga por apenas alguns milésimos de segundo, os dados precisam ser reescritos continuamente. É por isso que a memória RAM é volátil.

RC é chamado de constante de tempo capacitiva do circuito e é representada pelo símbolo tau.

= RC, onde RC é o tempo para que a ddp no capacitor atinja certa porcentagem do seu valor inicial.

Materiais e métodos

Materiais:

Fonte;

Capacitor de 1000µF;

Resistor de 85.10;

Multímetro;

Cronômetro;

Cabos de ligação.

Métodos

Montou-se um circuito utilizando um capacitor, através de cabo de ligação conectou-se numa fonte, para alimentar o capacitor, foi utilizado para a medição de carga e descarga e um multímetro para medir diferencial de potencial.

Colocaram-se os cabos de ligação conforme a figura, a fim de carregar o capacitor, com um auxílio de um cronômetro foi medido em intervalos de 30 em 30 segundos e foi feito a anotação dos resultados de ddp (diferença de potencial elétrico), o intervalo analisado foi de 1 a 7 minutos.

Legenda: Carga de um capacitor

Após esse tempo, alteraram-se os cabos conectados para a descarga do capacitor com um auxílio de um cronômetro foi medido em intervalos de 30 em 30 segundos e feito anotação do ddp (diferença de potencial elétrico) da descarga, o intervalo analisado foi de 7,5 a 14 minutos.

Legenda: descarga do capacitor.