Circuitos RC

Prévia do material em texto

CircuitosCircuitos
RCRC
Departamento de Física – PUC-Rio
CAPACITORES
• Um capacitor é carregado 
aplicando-se uma diferença de 
potencial V0 entre suas placas. 
• Definição de Capacitância:
0
0
0 V
QC =
CIRCUITOS RC
• Ao ligarmos uma fonte de tensão DC a um capacitor, 
ocorre um rápido movimento de cargas (corrente 
elétrica).
• A corrente persiste até que a voltagem entre as 
placas do capacitor se iguale à da fonte (capacitor 
carregado).
• Com o capacitor carregado 
não haverá mais corrente no 
circuito. 
• Pode-se até desconectar 
um capacitor carregado 
para utilizar, em outro lugar, 
a energia que foi 
armazenada nele. 
• O capacitor se 
descarregará, cedendo sua 
energia.
1
2
S
C
Departamento de Física – PUC-Rio
• No estudo do processo de carga e descarga de 
capacitores queremos saber como variam a carga 
no capacitor e a corrente no circuito.
• Carga no capacitor ? relacionada com a tensão 
VC , entre suas placas ? VC = Q/C.
• Corrente no circuito ? relacionada com a 
tensão VR , no resistor ? VR = RI.
• Durante o carregamento 
do capacitor, depois de 
um intervalo de tempo (τ):
• A carga é 63% do valor 
máximo A(RC) ≈ Ao 2/3
1
t
RCq(t) Q[ e ]−= −
Departamento de Física – PUC-Rio
• Para se obter 
grosseiramente o 
tempo característico
(τC), observa-se um 
decaimento, mede-se 
o tempo em que a 
grandeza se reduz a 
1/3 do valor inicial.
0
t
RCI(t) I e−=
ExperimentoExperimento
Departamento de Física – PUC-Rio
Ajustando o geradorAjustando o gerador
−onda quadrada de 6Vpp e freqüência de 5,0 kHz
Gerador
+
+
-
-
Canal 1 
do osciloscópio
Ajuste da amplitude
Departamento de Física – PUC-Rio
Ajustando o geradorAjustando o gerador
onda quadrada de 6Vpp e freqüência de 5,0 kHz -
um comprimento de onda na tela
1 volts/div
1
3
2
5
4
6
6Vpp
Escala vertical
Vpp = 6 divisões x 1 V
Departamento de Física – PUC-Rio
Montagem do Circuito RCMontagem do Circuito RC
-freqüência de 5,0 kHz - medida de VC
R
C
Gerador
R
C Canal 1 do osciloscópio
+
+
- -
Departamento de Física – PUC-Rio
Medida do tempo caracterMedida do tempo caracteríístico stico ττCC
−processo de descargadescarga do capacitor
VC
−ajuste da posição x x e yy
posição xx
posição yy
−medida de τC –processo de descarga (1/3 Vmax)
6Vpp 1/3 Vmax
2V
τC
−medida de τC –processo de descarga (1/3 Vmax)
1 divisão
τC
τC = 0,8 div x base de tempoτC = 0,8 div x 20 µs
Medida do tempo caracterMedida do tempo caracteríístico stico ττCC
−processo de cargacarga do capacitor
−ajuste da posição x x e yy
posição xx
posição yy
−medida de τC - processo de carga (2/3 Vmax)
6Vpp
2/3 Vmax
4V
τC
−medida de τC - processo de carga (2/3 Vmax)
τC = 0,8 div x base de tempoτC = 0,8 div x 20 µs
1 divisão
τC
−voltagens no capacitor
V0
V0
2V0
3
τC
V0
3
τC
Departamento de Física – PUC-Rio
−observando VR – voltagem no resistor
Gerador
R
C
+
VR
+
-
Osciloscópio
Osciloscópio
-
-
Escala voltagem: 2V /div
Escala tempo: 20µs /div