Trabalho Fisica C

1. Resumo

Observamos o comportamento de um circuito RC, ou seja, um capacitor ligado em série com uma resistência . Dispondo de resistores e capacitores de valores diferentes, analisamos a carga e descarga do capacitor. Com os resultados obtidos, constatou-se que o período de carga e descarga do capacitor estava relacionado com os valores da resistência e do capacitor adotados no circuito. Quanto maiores esses valores, maior seria o tempo para carga/descarga.

Utilizamos um cronômetro para determinarmos a constante de tempo no circuito.

2. Introdução:

CIRCUITO RC

Um Circuito RC é um circuito com um resistor e um capacitor (figura 1). A corrente neste circuito circula num só sentido, mas valores variam com o tempo.

O circuito RC mais simples é aquele constituído por um capacitor inicialmente carregado com uma tensão V0 descarregando sobre um resistor.

2.1 Carga de um Capacitor

Inicialmente, o capacitor deve estar descarregado e a fonte de tensão desconectada do capacitor, com a chave S1 na posição b. O instante inicial do processo de carga, definido como t = 0, é o instante em que a fonte de tensão é ligada, com a chave S1 na posição a. Aplicando a lei das malhas para qualquer instante t. temos:

Sendo ε a d.d.p. da fonte de tensão, R a resistência do resistor, i a corrente elétrica que circula no circuito, Q a carga elétrica acumulada no capacitor, C a capacitância do capacitor, Q/C a tensão entre as placas do capacitor devido ao acúmulo de carga, e R.i a queda de potencial provocada pelo resistor.

2.2 descarga de um Capacitor

Consideremos novamente o circuito RC, com o capacitor C carregado inicialmente com a carga Q e o potencial inicial ε entre as placas. O instante inicial do processo de descarga, definido como t = 0, é o instante em que a chave S1 passa para a posição b. A partir deste instante, a carga elétrica Q acumulada nas placas do capacitor flui na forma de corrente elétrica i através do circuito, passando pelo resistor R, até a descarga completa do capacitor.

3. Objetivos

Analisar o comportamento de capacitores em circuito, determinando as constantes de tempo e corrente na descarga de um capacitor.

Montar um circuito para carregar o capacitor;

Montar um circuito para descarregar o capacitor;

Medir a corrente de acordo com a variação do tempo.

4. Materiais utilizados:

a. Fonte de Tensão em corrente contínua;

b. Resistor;

c. Capacitor;

d. Microamperímetro;

e. Voltímetro;

f. Fios de materiais diferentes de diversos diâmetros da secção transversal;

g. Chave bipolar

h. Cronômetro

5 Procedimento Experimental

Com a fonte de tensão continua em série e calibrada com um potencial de 20V montamos o circuito para carregar o capacitor e montamos outro circuito com uma resistência de 20 KΩ para descarregar o capacitor.

Com o circuito montado, medimos, com o auxílio do multímetro digital na escala de amperímetro e ligado em série, a corrente do circuito.

A partir daí medimos então a corrente no circuito em função do tempo, com auxílio do cronômetro e do multímetro na função de amperímetro. Porém, certificamos que o capacitor estava carregado e o cronômetro zerado. Simultaneamente, mudamos do circuito que carregava o capacitor para o circuito que descarregava o capacitor, então ligávamos o cronômetro para medir o tempo em que a corrente passava pelo amperímetro. Dessa forma, obtemos diversos valores para a corrente e para o tempo correspondente.

6. Análise dos Dados

Preenchendo as tabelas com os dados solicitados do Procedimento experimental

Fase de carga

T(s) I1 I2 IM T(s) I1 I2 IM

0,0 0,93 2,07 1,50 95,0 0,72 0,71 0,715

5,0 2,12 2,14 2,13 100,0 0,68 0,67 0,675

10,0 2,00 2,01 2,005 105,0 0,64 0,64 0,64

15,0 1,88 1,90 1,89 110,0 0,60 0,60 0,60

20,0 1,77 1,78 1,775 115,0 0,57 0,56 0,565

25,0 1,65 1,68 1,665 120,0 0,54 0,53 0,535

30,0 1,56 1,58 1,57 125,0 0,50 0,50 0,50

35,0 1,47 1,48 1,475 130,0 0,47 0,47 0,47

40,0 1,39 1,39 1,39 135,0 0,45 0,45 0,45

45,0 1,30 1,31 1,305 140,0 0,42 0,42 0,42

50,0 1,23 1,24 1,235 145,0 0,40 0,39 0,395