Carga e descarga de um capacitor

PRÁTICA V

Carga e Descarga de um Capacitor

Autores

xxxxxxxxxxxxxxxxx

Objetivos

• Evidenciar a lei exponencial para a DDP nos terminais de um capacitor durante a carga e descarga;
•  Medir a constate de tempo de um circuito RC;
•  Familiarizar-se com o uso de um osciloscópio.

Introdução

Capacitores são componentes utilizados para a armazenagem de energia na forma de um campo eletrostático. Ele consiste em duas placas condutoras separadas por algum material isolante. A fórmula utilizada para descrever este componente é [pic 1] onde é C a Capacitância do capacitor e q a carga contida no mesmo.

Seguindo o roteiro,o capacitor usado está ligado em série à um resistor  gerando uma corrente e o resistor utiliza a carga do capacitor.E isso ocorre seguindo as funções:

[pic 2], para a descarga do capacitor

[pic 3], para a carga do capacitor

Onde t é o tempo, V0 é a diferença de potencial entre as placas do capacitor (inicialmente antes do resistor se ligado) e T = RC, R a resistência do resistor e C a capacitância do capacitor.

Procedimentos experimentais e discussões

 

O equipamento para a realização do experimento já estava montado na bancada e ele constituia  de um capacitor de 47µF, um resistor de 47Ω, osciloscópio, gerador de sinal (ddp) e cabos e conectores.

[pic 4]

1. O primeiro passo foi ajustar o gerador conforme indicado, com wave = 2, range = 3 e a f=30 Hz
2. Linearizamos a equação , e  construímos a tabela:[pic 5]

Tabela 1 - Carga Linearizada

Δt	ln(ΔV)	u(ln(ΔV))
0,000	0,000	0,501
2,600	2,001	0,799
3,800	2,262	0,888
4,800	2,416	0,954
5,800	2,501	0,996
6,800	2,580	1,038
7,800	2,639	1,072
8,800	2,681	1,099
9,800	2,708	1,119
10,60	2,734	1,373

Com as incertezas feitas e colocadas na tabela, foi construído um gráfico de [pic 6]

[pic 7]

O chi² obtido foi 0,456. Como o chi crítico é de 18,307, então a regressão linear feita é coerente.

Foi elaborada outra tabela, sendo esta de descarga linearizada:

Tabela 2 - Descarga Linearizada

tMAX - Δt	ln(ΔV)	u(ln(ΔV))
0,000	2,734	1,117
1,200	2,518	0,997
4,400	1,758	0,739
6,400	1,281	0,659
8,400	0,788	0,615
10,40	0,336	0,584
11,40	0,000	0,592
12,40	-0,223	0,594
13,40	-0,511	0,597
16,40	-1,609	0,617

...