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TRABALHO DE FÍSICA B Carga e Descarga de Capacitores Curso: 142 - Licenciatura em Física Turma: N1 Turno: Noturno Data: 28/07/2000 Professor: Marcelo Andrade Macedo Equipe: ____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ Introdução Podemos dizer que um capacitor é um acumulador elétrico temporário. Os capacitores são largamente utilizados nos circuitos elétricos e principalmente nos de telefonia e rádio. Eles têm várias aplicações e são formados por chapas ou fitas metálicas, separadas entre si por ar ou outras substâncias isolantes. Num capacitor estas chapas de fitas são chamadas de armaduras, enquanto o isolante é chamado de dielétrico. Objetivos 1. Determinar experimentalmente a constante de tempo de um circuito RC. 2. Calcular o valor da capacitância de um condensador. 3. Aprender a operar com papel monolog. Material e método utilizados Capacitor Voltímetro digital Fonte de tensão Chave Cronômetro Placa de circuitos Fios e conexões O arranjo experimental está esquematizado na figura 1. Discussão 1ª Parte – Carga de um capacitor 1. Construa o gráfico de tVC × (sendo RC VV −= ε ), em papel milimetrado. • O gráfico está em anexo. 2. Obtenha RC=τ do gráfico anterior, lembrando que quando τε == tVC ,,630 . • Pelo gráfico a constante de tempo RC = 13,35V 3. Calcule C e sua respectiva incerteza e compare com o valor nominal (impresso no capacitor). • O valor do capacitor é dado pela fórmula: R C τ= , onde τ é a constante de tempo. FFC µ356131033561 10 3513 5 6 ,, , =×== − A incerteza do capacitor é dada pela fórmula: 2 2 21 + = RC RR σ τ σσ τ 4. Para um capacitor ideal, no fim do processo de carga, o voltímetro deveria acusar zero volts. Entretanto, devido à imperfeição do isolamento e outros fatores, certa corrente, muito pequena, chamada corrente de fuga, vai passar pelo capacitor, especialmente para tensões aplicadas próximas do limite de trabalho do capacitor. Utilizando seus dados, determine a corrente de fuga do seu capacitor. 2ª Parte – Descarga de um capacitor 1. Construa os gráficos da tensão do capacitor Vc em função de t, em papel milimetrado e em papel monolog. • O gráfico está em anexo. 2. Qual a forma do gráfico de tVC × em papel monolog? Utilizando o valor de irR = (resistência interna do voltímetro digital utilizado), calcule o valor de C com a sua respectiva incerteza e compare com o valor marcado no corpo do capacitor. • Uma reta Conclusão Notamos que o processo de carga e descarga de um capacitor depende da capacitância do condensador e da resistência em série ligada com ele. A duração do impulso da corrente e o fluxo dela estão condicionados pela capacidade do capacitor, pela tensão do gerador e pela resistência R do circuito. Bibliografia Caderno de experiências, laboratório de física 2. Cláudio Romano, Eletra video vol. 2. TRABALHO DE FÍSICA B Carga e Descarga de Capacitores Curso: Turma: Marcelo Andrade Macedo 1ª Parte – Carga de um capacitor 2ª Parte – Descarga de um capacitor
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