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Apostila - Física Experimental

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uma caneca tubular (que forma o encapsulamento do conjunto) e ao terminal 
negativo. Os capacitores eletrolíticos, por apresentarem o dielétrico como uma fina 
camada de óxido de alumínio e em uma das armaduras um fluido, constituem uma série 
de altos valores de capacitância, mas de valores limitados de tensão de isolação e 
terminais polarizados. De forma idêntica encontramos os capacitores eletrolíticos de 
tântalo, onde o dielétrico é formado por óxido de tântalo, cuja constante dielétrica faz 
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obter-se um capacitor de pequenas dimensões, porém com valores de tensão de 
isolação, mais limitados. 
Capacitores cerâmicos 
Apresentam como dielétrico um material cerâmico, que é formado por uma camada de 
tinta, que contém elemento condutor, formando as armaduras. O conjunto recebe um 
revestimento isolante. São capacitores de baixos valores e altas tensões de isolação. 
Capacitores de capacitância variável 
São aqueles cuja capacitância pode ser facilmente mudada. Um dos tipos mais comuns é 
o de dielétrico de ar. Para a sintonia de rádios (escolha de estação) normalmente usa-se 
este tipo de capacitor. 
 
Códigos de identificação de capacitores 
Código numérico 
É composto por três números que indicam: 
 
na tabela abaixo apresenta-se os principais valores encontrados nos capacitores abaixo 
de 2 Fµ e o código para representar esses valores. Para valores abaixo de 100 pF e 
acima de 1 Fµ os valores reais são escritos diretamente no corpo do componente. 
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Código de cores 
Encontram-se nas figuras e tabelas a seguir outras formas utilizadas para representar os 
valores dos capacitores, incluindo os códigos de cores nos capacitores tipo disco, 
tubulares e plásticos. 
 
 
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Procedimento experimental 
De posse de capacitores 
1 - Distinguir entre os diversos tipos construtivos 
2 - Utilizar os códigos de identificação para caracteriza-los 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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CARGA E DESCARGA DE UM CAPACITOR 
(CAPACITOR EM REGIME DC) 
 
Objetivo 
ƒ Verificar as situações de carga e descarga de um capacitor 
Fundamento teórico 
Ao aplicarmos a um capacitor uma tensão contínua através de um resistor, esse se 
carrega com a tensão, cujo valor depende do intervalo de tempo em que se 
desenvolverá o processo. Na figura 1 temos um circuito para a carga do capacitor. 
Figura 1 
Estando o capacitor inicialmente descarregado ( 0VC = ), em 0t = , fechamos a chave 
S do circuito. A corrente neste instante é a máxima do circuito, ou seja, 
R
E
Imáx = . A 
partir daí, o capacitor inicia um processo de carga com aumento gradativo da tensão 
entre seus terminais (VC) e com uma diminuição da corrente, obedecendo a uma função 
exponencial, até atingir o valor zero, quando estiver totalmente carregado. A partir desta 
característica podemos equacionar a corrente em função do tempo e dos componentes 
do circuito: 
τ−⋅=
t
máx eI)t(i ou τ
−⋅=
t
e
R
E
)t(i 
onde: i(t) é o valor da corrente num determinado instante, Imáx é o valor inicial da 
corrente no circuito, e é a base do logaritmo neperiano ( 72,2e = ) e τ a constante de 
tempo do circuito ( CR ⋅=τ ). 
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A partir da figura 1 podemos escrever que: CR VVE += . Substituindo nessa a equação 
da corrente, teremos: CV)t(iRE +⋅= 
Que resulta: )e1(EV
t
C τ
−−= , que é denominada equação de carga do capacitor. 
Podemos através da equação de carga levantar a característica do capacitor, ou seja, a 
tensão entre seus terminais em função do tempo conforme a figura 2. 
Figura 2 
Estando o capacitor carregado podemos montar um circuito para a sua descarga, como 
ilustrado na figura 3 
Figura 3 
No instante t=0, fechamos a chave s do circuito, e o capacitor inicia sua descarga 
através do resistor R. Neste instante, a corrente no circuito será máxima e a partir daí 
diminui, obedecendo a uma função exponencial, até atingir o valor zero, quando o 
capacitor estiver totalmente descarregado. Na figura 4 temos esta característica. 
Figura 4 
Equacionando a corrente em função do tempo temos: τ
−⋅=
t
máx eI)t(i . 
No circuito da figura 3 temos: RC vv = , onde )t(iRVc ⋅= ou )eI(RV
t
máxC
τ−⋅⋅= 
Cmáxmáx VIR =⋅ (tensão atingida pelo capacitor durante o processo de carga) 
τ−⋅=
t
cmáxC eVV que é denominada equação de descarga do capacitor. 
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Através dessa equação, podemos levantar a característica do capacitor durante a 
descarga, como mostrado na figura 5. 
Figura 5 
Procedimento experimental 
1 - Monte o circuito da figura 6 
Figura 6 
2 - Acione a chave S e o cronômetro simultaneamente. Determine e anote o instante em 
que cada tensão for atingida. 
VC 
(V) 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 
t (s) 
3 - Com o capacitor carregado monte o circuito da figura 7 
Figura 7 
4 - Acione a chave S e o cronômetro simultaneamente. Determine e anote o instante em 
que cada tensão for atingida. 
VC 
(V) 
11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 
t (s) 
5 - Com os valores obtidos, construa os gráficos )t(fVC = para a carga e descarga do 
capacitor. 
 
 
 
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INDUTOR EM REGIME DC 
 
Objetivo 
ƒ Caracterizar o comportamento de um indutor quando submetido a uma tensão continua 
Fundamento teórico 
Um fio condutor ao ser percorrido por uma corrente elétrica, cria ao redor de si um 
campo magnético. Para melhor aproveitamento deste campo enrola-se o condutor em 
forma de espiral, ao redor de um núcleo, constituindo o componente chamado indutor. 
Chamamos de indutância (L), o parâmetro que relaciona esse efeito do campo 
magnético com a corrente que o produziu e sua unidade é o henry (H), tendo como 
submúltiplos o milihenry ( H10mH 3−= ) e o microhenry ( H10H 6−=µ ). 
Na figura 1 temos esquematizado um indutor. 
Figura 1 
Os indutores podem ser fixos ou variáveis. Os fixos são constituídos por um fio de cobre 
esmaltado, enrolado ao redor de um núcleo que pode ser de ar, de ferro ou de ferrite. O 
indutor com núcleo de ar é simplesmente constituído pelo enrolamento e proporciona 
baixos valores de indutância. Os de núcleos de ferro e de ferrite proporcionam valores 
mais altos de indutância, sendo que o de ferrite, pó de ferro com aglutinante, é aplicado 
principalmente em altas freqüências. Os indutores variáveis consistem num sistema onde 
o núcleo é móvel podendo a indutância ser ajustada externamente, dentro de uma faixa 
pré-estabelecida.