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Universidade Federal do Recôncavo da Bahia - UFRB Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas (CETEC) Física Experimental III-GCET827-T01 Prof. Dr. Jerre Cristiano Fábio Moitinho de Jesus - Matrícula: 2018201989 Maycon Josué Nascimento Oliveira- Matrícula-2018202000 Atividade de Laboratório Carga e Descarga do Capacitor em um Circuito RC Questão 1: Carga Descarga-resistor- multímetro Descarga-multímetro Tensão (V) Tempo (s) Tensão (V) Tempo (s) Tensão (V) Tempo (s) 0,32 0 7,31 0 7,37 0 2,07 23 6,18 14 5,56 50 2,32 46 5,25 28 5,56 100 4,31 69 4,47 42 4,84 150 5,05 92 3,81 56 4,21 200 5,61 115 3,25 70 3,66 250 6,05 138 2,78 84 3,67 300 6,37 161 2,12 98 3,19 350 6,63 184 1,81 112 2,36 400 6,83 207 1,55 126 2,06 450 7,02 230 1,32 140 1,79 500 7,13 253 1,13 154 1,56 550 7,21 276 0,97 168 1,36 600 7,27 299 0,83 182 1,19 650 7,32 322 0,71 196 1,04 700 7,36 345 0,61 210 0,91 750 7,39 368 0,54 224 0,80 800 7,42 391 0,45 238 0,70 850 7,43 414 0,39 252 0,61 900 7,45 437 0,33 266 0,54 950 7,46 460 0,30 280 0,50 1000 Questão 02: De acordo com as fórmulas das constantes de tempo capacitivas, vamos calcular os valores, para isso, teremos que colocar as seguintes informações: 1 𝑅 × 𝑅𝑉 𝑅+𝑅𝑣 × 𝐶 3 2 RVC C= 315 µF (corresponde o valor medido pelo capacímetro, na escala de 2000µF) R= 324 KΩ (corresponde o valor medido pelo multímetro na escala de 2000KΩ) RV= 1 MΩ (corresponde o valor da impedância obtida pelo o manual do multímetro) Vamos calcular o erro associado a capacitância, para isso, vamos utilizar a fórmula seguindo o manual do capacímetro: C= σC=4,15µ C= (315 ± 4) µF Vamos calcular o erro associado a resistência, para isso, vamos utilizar a fórmula seguindo o manual do multímetro: R= σR= 8,888KΩ R= (324 ± 9) KΩ Aplicando a fórmula das constantes capacitivas teremos: Como 1 = 3, logo: 3 = 77,08s 2= 2 = 315 s Calculando os erros de 1, 2, 3, via propagação de erros, obtemos os seguintes resultados: σ t1 = 1,89 t1= (77,08 ± 1,89) s De forma análoga: t3= (77,08 ± 1,89) s σ 2= σt2= 4,15 t2 = (315 ± 4) s Questão 3: Gráfico 01: Tensão em função do tempo Gráfico 02: Tensão em função do tempo Gráfico 03: Tensão em função do tempo Questão 4: Para a equação da carga do capacitor: Y= Pela equação de ajuste podemos obter os seguintes coeficientes: Y= Vc V0= Y0 A= -V0 X= T Logo, de acordo com o gráfico, podemos determinar o seguinte valor de V0: V0= (7,54 ± 0,01) V No processo de descarga multímetro: 𝑡 V De forma análoga, podemos determinar os seguintes coeficientes: Y= Vc Y0= 0 A= V0 X= T Sendo, assim a partir destes parâmetros e de acordo com o gráfico, o valor de V0 será: V0= (7,32 ± 0,01) V No processo de descarga resistor multímetro: V 𝑥 Y= Pela de equação de ajuste, temos: Y= Vc Y0= 0 A= V0 X= T Com esses parâmetros, foi possível determinar o valor de V0 através do gráfico: V0= (7,25 ± 0,01) V Para as constantes de tempo capacitivas, analisamos a fórmula de ajuste e comparamos com os resultados teóricos obtidos na questão 2. Com isso, podemos determinar as seguintes conclusões: · 1: Processo de Carga: 1 = (89,60 ± 4,87) s · 2: Processo de descarga multímetro: 2 = (407,67 ± 1,21) s · 3: Processo de descarga resistor multímetro: 3 = (82,38 ± 1,53) s Questão 5: Erro relativo a 1: · 1: teórico: 77,08 s · 1: gráfico: 89,5770 s · · ∆E=16,21% Erro relativo a 2: · 2: teórico: 315 s · 2: gráfico: 407,6727 s · ∆E= 29,42% Erro relativo a 3: · 3: teórico: 77,08 s · 3: gráfico: 82,3769 s · ∆E= 6,87% Questão 6: A carga máxima observada no experimento foi de 7,46V, ao calcular 63% da carga, teve-se aproximadamente 4,70V, com um correspondente no tempo de 46 segundos. Logo, temos: De acordo com análise de dados do gráfico, têm-se que 1 = 75,22 s. Logo, o erro relativo será: = 2,41% Para a parte experimental da descarga do resistor – multímetro, temos os seguintes dados: V0 = 7,31V 37% do valor da tensão máxima acaba nos dando: 0,37*7,31 = 2,7047V Por meio das coordenadas do gráfico temos que o tempo correspondente é 2 = 83,61 s. Logo, temos que o erro relativo será: = 8,4717% Para a descarga do multímetro, temos os seguintes dados: V0 = 7,37V Logo, 37% do valor da tensão máxima será: 0,37*7,37 = 2,7269V De acordo com a análise gráfica, o valor do tempo medido é de: 3 = 382,63 = 21,47%
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