Lab Fisica

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS - UEG

UNIDADE UNIVERSITÁRIA DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS DE ANÁPOLIS – UnUCET

CURSO DE QUÍMICA INDUISTRIAL – 4º PERÍODO

PROFESSOR: RENATO MEDEIROS

DISCIPLINA: FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL III

CARGA E DESCARGA DE UM CAPACITOR

DIOGO DOS SANTOS ALVES

Anápolis – GO

2011

1 INTRODUÇÃO

Capacitor é um dispositivo de circuito elétrico que tem como função armazenar cargas elétricas e conseqüente energia eletrostática, ou elétrica. Ele é constituído de duas peças condutoras que são chamadas de armaduras. Entre essas armaduras existe um material que é chamado de dielétrico. Dielétrico é uma substância isolante que possui alta capacidade de resistência ao fluxo de corrente elétrica. A utilização dos dielétricos tem várias vantagens. A mais simples de todas elas é que com o dielétrico podemos colocar as placas do condutor muito próximas sem o risco de que eles entrem em contato. Qualquer substância que for submetida a uma intensidade muito alta de campo elétrico pode ser tornar condutor, por esse motivo é que o dielétrico é mais utilizado do que o ar como substância isolante, pois se o ar for submetido a um campo elétrico muito alto ele acaba por se tornar condutor. [1]

É denominada capacitância C a propriedade que os capacitores têm de armazenar cargas elétricas na forma de campo eletrostático, e ela é medida através do quociente entre a quantidade de carga (Q) e a diferença de potencial (V) existente entre as placas do capacitor, matematicamente fica da seguinte forma:

C = Q/V [1]

No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de capacitância é o farad (F), no entanto essa é uma medida muito grande e que para fins práticos são utilizados valores expressos em microfarads (μF), nanofarads (nF) e picofarads (pF). [1]

Nos circuitos simples analisados as grandezas, força eletromotriz , ddp V, resistência R e corrente I foram consideradas constantes (independentes do tempo). Quando se analisa o comportamento dessas grandezas no processo de carga e descarga de um capacitor verifica-se que ocorrem variações nos valores da voltagem, da corrente e da potência no circuito. Os capacitores possuem muitas aplicações que usam sua propriedade de armazenar carga e energia por isso é de grande interesse saber como são carregados e descarregados. [2]

São utilizados com o fim de eliminar sinais indesejados, oferecendo um caminho mais fácil pelo qual a energia associada a esses sinais espúrios pode ser escoada, impedindo-a de invadir o circuito protegido. Nestas aplicações, normalmente quanto maior a capacitância melhor o efeito obtido e podem apresentar grandes tolerâncias. [3]

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. [3]

RC é chamado de constante de tempo capacitiva do circuito e é representada pelo símbolo tau. [4]

= RC, onde RC é o tempo para que a ddp no capacitor atinja uma certa porcentagem do seu valor inicial. [2]

[4]

2 OBJETIVOS

Construir o gráfico para a carga e descarga de um capacitor.

3 MATERIAIS UTILIZADOS

• Fonte;

• Capacitor de 1000F;

• Resistor de 85.10 3;

• Multiteste;

• Cronômetro;

• Cabos de ligação.

4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Com o auxilio de uma fonte conectou-se através de cabos de ligação um capacitor em um multiteste e descarregou o resistor completamente.

Com um cronômetro em mãos, colocou-se os cabos de ligação na fonte e disparou o cronômetro, a fim de carregar o resistor, em intervalos de 20 em 20 segundos foi feito a anotação dos resultados de carga ou ddp’s do resistor, o intervalo analisado foi de 0 à 260 segundos.

Após esse tempo de 260 segundos deixou-se carregar mais um pouco e depois tirou os cabos da fonte a fim de o resistor descarregar lentamente, logo zerou-se o cronômetro para fazer a contagem da descarga do resistor nos mesmos intervalos. Iniciou-se a contagem até os 260 segundos.

5 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Dados:

Tabela 1: Tempo X Carga

Tempo (s) ddp

0 0,00

20 2,78

40 4,92

60 6,50

80 7,80

100 8,80

120 9,14

140 9,00

160 9,55

180 10,00

200 10,32

220 10,62

240 10,93

260 11,10

Tabela