Carga e Descarga de Capacitores
Por: Andrey Garcez • 17/5/2022 • Relatório de pesquisa • 2.789 Palavras (12 Páginas) • 141 Visualizações
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TÍTULO DO EXPERIMENTO:
CARGA E DESCARGA DE CAPACITORES
DATA DO RELATÓRIO: 19/10/2021
EQUIPE:
Alexandre Magno Pinto Roque Francis Vieira Santos
Julio Cezar de Souza dos Santos Junior
DATA DO EXPERIMENTO: 19/10/2021
TURMA E GRUPO: T02G02
PROFESSOR: Rodrigo Georgetti Vieira
LOCAL: Sala 18 DFI/CCET/UFS – São Cristóvão
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Resumo
O estudo objetivou a compreensão e apresentação de dados referente a análise da Carga e Descarga de Capacitores sob a interpretação de gráficos de tensão (V) versus tempo
(s) para avaliar a capacitância em três circuitos diferentes. Com os dados obtidos, e sob a análise de 67% e 37% da tensão total de cada circuito, identificamos que o ajuste não linear é a melhor maneira para obter a constante de tempo T que é imprescindível para o entendimento dos valores de C encontrados.
Resultados e Discussão
Para o primeiro circuito, com capacitor de 100 μF, um gráfico Tensão (V) x Tempo (t), como é possível ver na Figura 1 e Figura 2. Esses gráficos foram construídos de modo a visualizar os processos de carga e descarga do capacitor utilizado.
Figura 1. Gráfico de Carga com relação Tensão (V) versus Tempo (s) para o capacitor de 100 μF e o resistor de 4,50 kΩ.
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Fonte: elaborada pelos autores.
Figura 2. Gráfico de descarga com relação Tensão (V) versus Tempo (s) para o capacitor de 100 μF e o resistor de 4,50 kΩ.
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Fonte: elaborada pelos autores
A partir do gráfico e dos seus dados foi possível à obtenção da constante do tempo RC, ou τ, no processo de carga. O maior valor obtido para a tensão no circuito foi de 5,00 V, sendo 63% dessa tensão o valor de 3,15 V. Essa tensão foi alcançada, aproximadamente, em t
= 11,00 s. Desse último valor, foi subtraído o tempo em que o processo de carga efetivamente iniciou, ou seja, 10,55 s. O valor de 0,45 s encontrado, é, então, o valor da constante de tempo experimental para RC (τ) no processo de carga. Da mesma forma, a constante de tempo,
através do processo de descarga, foi obtida ao subtrair o tempo em que o capacitor possui tensão equivalente a 37% da tensão máxima (1,70 V), no instante 53,45s, pelo tempo em que a carga começa a descarregar: 53,0 s. O valor encontrado (0,45s) é o valor da constante de tempo experimental (τ) para o processo de descarga.Além disso, também a partir do primeiro circuito, foram feitos ajustes nos gráficos de modo a se achar τ. Para o processo de carga (figura 3), o τ encontrando foi de (0,4465±0,0004) s. Ademais, para o processo de descarga (figura 4), τ obtido foi de (0,4±9,9) s.
Figura 3. Ajuste feito a partir do programa SciDavis para obtenção da constante do tempo no circuito 1 para carga.[pic 6]
Fonte: elaborado pelos autores
Figura 4. Ajuste feito a partir do programa SciDavis para obtenção da constante do tempo no circuito 1 para descarga.[pic 7]
Fonte: elaborado pelos autores
Para o segundo circuito, com capacitor de 1000 μF, um gráfico Tensão (V) versus Tempo (t), como é possível ver na Figura 5 e Figura 6, foi construído de modo a se visualizar os processos de carga e descarga do capacitor utilizado.
Figura 5. Gráfico de Carga com relação Tensão (V) versus Tempo (s) para o capacitor de 1000 μF e o resistor de 4,50 kΩ.[pic 8]
Fonte: elaborada pelos autores.
Figura 6. Gráfico de descarga com relação Tensão (V) versus Tempo (s) para o capacitor de 1000 μF e o resistor de 4,50 kΩ.[pic 9]
Fonte: elaborada pelos autores
Da mesma forma que o primeiro circuito, a constante de tempo do segundo circuito foi calculada. A partir do gráfico e dos seus dados, foi possível a obtenção da constante do tempo RC (τ), no processo de carga. O maior valor obtido para a tensão no circuito foi de 5,00 V, sendo 63% dessa tensão o valor de 3,15 V. Essa tensão foi alcançada, aproximadamente, em 17,80 s. Desse último valor, foi subtraído o tempo em que o processo de carga efetivamente iniciou, ou seja, 13,35 s. O valor de 4,45 s é, então, o valor de constante de tempo experimental para RC (τ) no processo de carga.
Além disso, a constante de tempo foi obtida através do processo de descarga, em que se subtraiu o tempo em que o capacitor possui tensão equivalente a 37% da tensão máxima (1,831 V) no instante 54,85 s, pelo tempo em que a carga começa a descarregar, em 50,35 s. O valor encontrado (4,50 s) é o valor de τ para o processo de descarga.
Além disso, também a partir do primeiro circuito, foram feitos ajustes nos gráficos de modo a se achar τ. Para o processo de carga (figura 7), o τ encontrando foi de (4,460±0,002)
s. Já para o processo de descarga (figura 8), τ obtido foi de (4,5084±0,0009) s.
Figura 7. Ajuste feito a partir do programa SciDavis para obtenção da constante do tempo no circuito 1 para carga.[pic 10]
Fonte: elaborado pelos autores
Figura 8. Ajuste feito a partir do programa SciDavis para obtenção da constante do tempo no circuito 1 para descarga.
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Fonte: elaborado pelos autores
Para o terceiro circuito, com capacitor de 1000 μF e dois resistores, gráficos Tensão
- versus Tempo (t) como é possível ver na Figura 9 e Figura 10, foram construídos de modo a se visualizar os processos de carga e descarga do capacitor utilizado.
Figura 9. Gráfico de Carga com relação Tensão (V) versus Tempo (s) para o capacitor de 1000 μF e os dois resistores de 4,50 kΩ.[pic 12]
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