Os Fenômenos dos Transportes
Por: Paulo Ccb • 15/12/2015 • Trabalho acadêmico • 971 Palavras (4 Páginas) • 180 Visualizações
Laboratório da Teoria Eletromagnética
EXPERIMENTO nº 2 – sensor capacitivo
Mateus Coelho, Maysa Batista, Paulo Ananias, Pedro Paulo
12/0129345, 12/0130301, 12/0131919, 12/0132737
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O efeito Hall está ligado ao surgimento de uma diferença de potencial em um condutor elétrico, transversal ao fluxo de corrente e um campo magnético perpendicular à corrente.
O capacitor elétrico é um elemento do circuito elétrico que tem como função armazenar energia elétrica. Este consiste em dois condutores separados por um material isolante (dielétrico) e, quando conectado, por um tempo, a uma bateria, o mesmo fica carregado.
A capacitância é a grandeza elétrica de um capacitor, que é determinada pela quantidade de energia elétrica que pode ser armazenada em si por uma determinada tensão e pela quantidade de corrente alternada que atravessa o capacitor numa determinada frequência. Quanto maior for o material, maior capacitância ele terá. A tensão elétrica pode ser definida como a diferença de potencial entre dois pontos. Ou seja, a quantidade de energia gerada para movimentar uma carga elétrica, portanto, o gerador necessita liberar energia elétrica para movimentar uma carga eletrizada.
- Justificativa do problema
De forma experimental o grupo utilizou um sensor caudal e projetou um sensor capacitivo (placas paralelas) para aferirmos o fluxo de água em uma tubulação. Este projeto fora elaborado com o auxílio do software livre Arduíno Uno e também Ansoft Maxwell. Este projeto fora idealizado para melhor compreensão da teoria estudada: Campos Elétricos Eletrostáticos.
- Objetivos
Parte I - objetivou-se medir a vazão de água, utilizando um sensor caudal. Com o auxílio do software Arduíno Uno, foi possível determinar a taxa de escoamento do fluído, através de uma tubulação que neste caso foi uma mangueira de 1/2", por unidade de tempo. O sensor caudal é constituído de um corpo de válvula de plástico, um rotor e um sensor de efeito Hall. Quando a água flui através do rotor sua velocidade muda com diferentes taxas de fluxo e o sensor de efeito Hall emite um sinal de pulso correspondente.
Parte II – nesta parte a ideia era a mesma: medir a vazão de água. Entretanto, agora deveríamos construir um sensor capacitivo que formaria um campo elétrico gerado pelas cargas elétricas presentes nas faces. Objetivávamos obter a variação da capacitância colocando um dielétrico - neste caso, a própria água – entre as placas (eletrodos). As placas é onde são armazenadas as cargas. Um circuito eletrônico do sensor detectaria a variação de capacitância em Faraday, geraria um gráfico e assim calcularíamos a vazão de água.
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Parte I – Sensor Caudal
Nesta primeira parte utilizou-se um sensor de fluxo de água ligado a uma mangueira 1/2’’. A água sai da torneira pela mangueira, passa pelo sensor que está ligado ao Arduino pela porta 0, 5V e a terra. Saindo do sensor de fluxo de água volta para mangueira até sair. Com um monitor leitor pudemos acompanhar o fluxo de água instantâneo e após um minuto ele mostra a vazão média em L/min.
[pic 1]
[pic 2]
Atrás do sensor (b) há uma seta indicando o sentido pelo qual o fluxo passará. Quando a água entra, gira a hélice que está ligada ao eixo e com o movimento faz o sensor de efeito Hall ativar.
[pic 3]
O ímã toda vez que passa pelo Sensor de Efeito Hall gera um pulso e com isso é possível saber a vazão de água no sensor de fluxo de água.
[pic 4]
Desenho esquemático do capacitor mais o sensor magnético. (Incompleto)
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Capacitor de placas paralelas
[pic 5]
Lei de Gauss
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Sabendo que E // A:
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A diferença de potencial é:
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Calculo da Capacitância
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Capacitância com dielétrico
[pic 13]
Sabendo que ε da água
= 81, , [pic 14]
o raio da placa é de 3cm e a distância entre as placas é de 6,5cm, temos que:
[pic 15]
[pic 16]
[pic 17]
[pic 18]
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Utilizando a regra da mão direita, o vetor Campo aponta para cima, isso implica dizer que o vetor velocidade está saindo e o vetor força entrando.
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