Relatório RC AC Física IV corrigido

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	Relatório.01.
	Circuito RC
	Turma
	Grupo
	Integrantes R.A.
	6
	1
	
Gustavo Valentim Rejani 88521
Bruno Tolardo de Lira 89640
Thaís Maria Da Costa 90794
	Universidade Estadual de Maringá
Departamento de Física
Laboratório de Física
Maringá, 17 de novembro de 2015
1.Introdução
Um circuito RC é formado basicamente por um resistor, um capacitor e uma fonte elétrica, ligados em série, o resistor transforma energia elétrica em térmica, tanto para limitar a corrente elétrica recebida em um sistema, ou seja, diminuir o movimento de cargas ou para aquecimento. Essa resistência depende do material que a constitui, tanto em forma quanto em dimensão, seu valor é dado em Ohms. (Mosca,2012).
O circuito também é formado por um capacitor, o qual é responsável para armazenar a carga e liberá-la em um certo momento. Esse capacitor depende muito da geometria das placas, porém, não depende da carga nem da diferença de potencial entre as placas, esse valor é dado em Faradays (COULOMB/VOLT).
Por fim, segundo Tipler (2012), o circuito RC também necessita de uma força eletromotriz para completa-lo, que basicamente gera uma diferença de potencial, para que assim surja uma corrente elétrica. 
 Esse tipo de circuito é comumente utilizado como temporizador, ou seja, controla quando um dispositivo será acionado ou não, de acordo com a utilização necessária. 
 	O circuito é esquematizado como a seguinte figura abaixo:
Figura 1: circuito RC
Quando esse circuito é ligado, existe um certo período de tempo durante o qual a corrente e a queda de tensão variam de um valor inicial até um valor final nos elementos que compõe o sistema, depois que este tempo é atingido, ele entra então em um regime chamado de estacionário.
 Como vimos anteriormente:
i(t) = C d dt VC (t). (1);
Caso seja aplicada um voltagem alternada, em que Vg(t) = V0 sin(ωt), a esse capacitor, teremos uma corrente carregando o capacitor que pode ser escrita como:
 
(2)
Portanto, para a corrente, escrevemos:
 (3);
Nessa equação, podemos observar que a amplitude da corrente, i0, é dada por:
 (4);
Ou seja:
 	 Xc = (5);
A equação (5) é a equivalência da lei de Ohm para capacitores em correntes alternadas. O termo Xc tem como unidade o Ohm e é chamado de reatância capacitiva, a qual é inversamente proporcional a frequência de corte, ou seja:
 = Resistência (6);
 fc= (7);
Onde fc é a frequência de corte.
No circuito, admitindo-se que a energia não é perdida de outra forma, pode-se dizer que:
V = Vc + VR (8);
Onde V é a voltagem do gerador.
2.Materiais e Métodos
2.1 Materiais
- Gerador de ondas eletromagnéticas com frequencímetro.
-Resistor de valor superior a (9801 Ω) 
-Capacitor da ordem de 10 nF 
-Osciloscópio
-Placa de borne e fios.
2.2 Métodos
	Primeiramente, com o auxilio de um multímetro fornecido pelo professor, foram determinadas as resistências e a capacitância nominal dos componentes, em que foram obtidos respectivamente, 9801 Ω e 10 nF. Também foi calculada a frequência de corte nominal, através da equação (7).
	O valor encontrado foi de 1623.86Hz. Após isso, foi montado o circuito RC em série conforme a figura 3:
 
 
 Figura 3: Circuito RC
	
	Foi se ajustado a fonte de tensão para a faixa 5 (100Hz a 10KHz) e variou-se a frequência do circuito até que as voltagens no capacitor e no resistor se igualassem. Esse valor, denominada frequência de corte experimental.
	Diminuiu-se a frequência da fonte para 800 Hz e foi se medindo as voltagens do resistor e do capacitor em intervalos. Os resultados foram anotados na tabela 1 na seção dos resultados e as outras grandezas foram calculadas a partir dos dados experimentais.
3. Resultados
A experiência realizada em sala, com o osciloscópio e o gerador de ondas, gerou os dados dispostos na seguinte tabela:
	f(HZ)
	V
	Vr
	Vc
	1/f
	Xc
 
	 800
	3,00
	1,70
	2,70
	1,25E-03
	19.894,36
	1100
	3,00
	2,00
	2,46
	9,09E-04
	14.468,60
	1300
	3,00
	2,20
	2,30
	7,69E-04
	12.242,68
	1500
	3,00
	2,38
	2,18
	6,66E-04
	10.610,30
	fc
	3,00
	2,46
	2,14
	6,15E-04
	9.800,00
	1700
	3,00
	2,57
	2,06
	5,88E-04
	9.362,00
	2000
	3,00
	2,66
	1,80
	5,00E-04
	7.957,74
	2500
	3,00
	2,82
	1,64
	4,00E-04
	6.366,20
	3000
	3,00
	2,94
	1,42
	3,33E-04
	5.305,10
Tabela 1:Medidas da tensão alternada na fonte, no capacitor e no resistor
Onde V é a tensão total, Vr é a tensão no resistor, Vc é a voltagem no capacitor, W é a frequência angular, que é o inverso da frequência e i é a corrente elétrica.
Valores de W(f) [rad/s]
5026.55
6911,504
8168,141
9424,78
10221.86
10681.41
12566.37
15707,97
18849,55
Da tabela 1 se tira que o valor da frequência de corte é de 1623.86 Hz.
Analisando a frequência de corte, o valor de Vr foi 2.46 (voltz) e em Vc foi 2.14 e Xc foi obtido 9.8 KΩ, que se aproxima do valor calculado pelo multímetro que era de 9,801 KΩ. Ou seja, a relação (6) foi verificada.
Relações Graficas: 
4. Discussão
Foi notado que a tensão no resistor, quando a frequência foi menor que a frequência de corte, diminuiu, enquanto que a tensão no capacitor aumentou, até ambas atingirem o mesmo valor e depois a tensão no resistor aumentou na medida que a frequência aumentava e a tensão no capacitor diminuir.
Pode-se observar que os resultados obtidos e calculados são muito próximos aos valores nominais validando assim a teoria vista em sala. Observou-se também que abaixo da frequência de corte, a tensão foi concentrada basicamente no capacitor, enquanto que no resistor foi o contrário, ou seja, a tensão foi concentrada basicamente no resistor. 
5. Conclusão
Podemos concluir que com o experimento foi possível verificar o comportamento do circuito RC em série pelos gráficos confeccionados e determinar experimentalmente a capacitância do capacitor, logo o objetivo foi alcançado. Sendo que algumas variações, do valor nominal para o experimental, que ocorreram são devidas as resistências internas de cada equipamento utilizado, erros de aproximação, ou até do próprio responsável em manusear os equipamentos, entre outros.
6. Referências
INSTITUTO DE FÍSICA DE SÃO CARLOS. Universidade de São Paulo. Circuitos de Corrente Alternada I. Disponível em <http://www.ifsc.usp.br/~strontium/Teaching/Material2010-2%20FFI0106%20LabFisicaIII/12-CircuitosdeCorrenteAlternada-I.pdf>
TIPLER, P. A.; MOSCA, G. Física Para Cientistas e Engenheiros: Eletricidade e Magnetismo, Óptica. 6. ed. São Paulo: LTC, 2012. vol. 2. 
WEINAND, W. R.; AVILA, E. M.; HIBLER, I. Circuitos Série Sob Tensão Alternada e Ótica. Universidade Estadual de Maringá, Departamento de Física, 84p, 2011.