Capacitor em Corrente Continua

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SÃO PAULO 
 
 
DANIEL RONEI DE SÁ – 1575031 
LEONARDO BAGGIO – 1572083 
MATHEUS BATISTA – 1575058 
 
 
 
 
CAPACITOR EM CORRENTE CONTÍNUA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SÃO PAULO 
2° SEMESTRE 2016 
 
 
 
 
Relatório técnico apresentado como 
requisitoparcial para obtenção de aprovação na 
disciplinaT3LE1 – Laboratório de Eletricidade 1, 
no Curso de Engenharia Eletrônica, no Instituto 
Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de 
São Paulo. 
Prof. Me. Fulvio Bianco Prevot 
 
1. OBJETIVO 
 - Verificar experimentalmente a carga e a descarga do capacitor. 
2. INTRODUÇÃO TEÓRICA 
 A figura 1 mostra os elementos básicos de qualquer capacitor: dois condutores isolados 
entre si. Seja qual for a forma desses condutores, eles recebem o nome de placas, nessa mesma 
figura, temos que dois condutores, isolados entre si e do ambiente, formam um capacitor. 
Quando um capacitor está carregado às cargas dos condutores, ou placas, como são chamados, 
têm o mesmo valor absoluto q e sinais opostos. 
 
Figura 1 – Conceito de um capacitor 
 
 Com isso, temos que as linhas de força sempre se dirigem de um corpo positivamente 
carregado para um corpo negativamente carregado, sempre começam ou terminam 
perpendicularmente às superfícies carregadas e nunca se interceptam. As linhas de força não se 
dirigem de uma carga a outra, mas tendem a agir como um separador, evitando que as cargas 
se atraiam e causando um efeito de repulsão. Como o campo elétrico é mais intenso (a densidade 
das linhas de campo é maior) nas proximidades das cargas, quanto mais tentamos aproximar as 
duas cargas, maior a força de repulsão entre elas. Uma lei básica da Física afirma que as linhas 
de campo tendem a ter o menor comprimento possível. Portanto as duas cargas se atrairão. 
Normalmente, quanto mais próximas as cargas, maior a atração entre elas devido ao aumento 
da intensidade do campo. 
 Na figura 2 temos duas placas paralelas, feitas de um material condutor e separadas por 
um espaço vazio, estão conectadas a uma bateria por meio de um resistor e uma chave. Se as 
placas estão inicialmente descarregadas e a chave está aberta, nenhuma carga, positiva ou 
negativa, será encontrada nelas. Entretanto, no momento em que a chave é fechada, elétrons 
são atraídos da placa superior para o terminal positivo da bateria passando pelo resistor. 
Ocorrerá inicialmente um surto de corrente limitada pelo valor da resistência presente. A 
intensidade desta corrente diminuirá, conforme está demonstrado na próxima seção. Isso produz 
uma carga positiva na placa superior. 
 Os elétrons são repelidos pelo terminal negativo em direção à placa inferior, pelo 
condutor inferior, com a mesma velocidade com que eles são atraídos pelo terminal positivo da 
bateria. Essa transferência de elétrons continua até que a diferença de potencial entre as placas 
seja exatamente igual à tensão da bateria. O resultado final é uma carga positiva na placa 
superior e uma carga negativa na placa inferior. 
 
Figura 2 – Circuito simples de carga com duas placas 
 
 Temos que a capacitância é uma medida da quantidade de carga que o capacitor pode 
armazenar em suas placas, em outras palavras, é sua capacidade de armazenamento. Um 
capacitor possui uma capacitância de 1 farad se uma carga de 1 coulomb for depositada em suas 
placas por uma diferença de potencial de 1 volt entre elas. A equação 1, mostra essa relação. 
 
Equação 1 – Fórmula da Capacitância 
 
 Capacitores diferentes com a mesma tensão aplicada entre as placas adquirem cargas de 
maior ou menor valor em suas placas. Por conseguinte, os capacitores terão capacitâncias 
maiores ou menores, respectivamente. 
 
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
3.1. Material Utilizado 
 01 Resistor 18kΩ. 
 01 Capacitor 680µF 
 Multímetro Digital. 
 Protoboard. 
 Fonte de Tensão CC Variável. 
 Cabos de Ligação. 
 
3.2. Procedimentos Experimentais 
A primeira etapa do experimento deu-se com a medição da resistência do resistor que 
seria ligado no circuito. Utilizando os códigos de cores do fabricante dos resistores, foi possível 
identificar o valor da resistência nominal do resistor, em seguida foi medido o valor 
experimental da resistência, para essa etapa foi utilizado o ohmímetro, atentando-se a escala do 
equipamento para uma maior precisão do valor que estava sendo medido, os valores obtidos 
para a resistência foram preenchido na Tabela 1. 
Tabela 1 – Valores Nominais e Medidos da resistência do Resistor. 
Resistores 𝐑𝟏 
Nominal [Ω] 17,791k 
Medido [Ω] 18k 
 
 Com as medições realizadas, deu-se início a montagem do circuito que seria utilizado 
no experimento, vide figura 3, para a montagem foi utilizado uma fonte variável que foi ajustada 
para 6V com a ajuda de um voltímetro. 
 
Figura 3 – Circuito utilizado no experimento. 
E
6V 
S
R1
18kΩ
C1
680µF
 Com a montagem realizada, foi verificado se todas as conexões foram ligadas 
corretamente e então foi certificado que o capacitor estava totalmente descarregado, para isso 
foi colocado os terminais do capacitor em curto. Durante o experimento a chave S foi ligada e 
desligada a cada 2 segundos para que fosse possível medir a tensão no capacitor, os valores 
lidos podem ser vistos na tabela 2. 
 
Tabela 2 – Valores de Carga do capacitor. 
T [s] 𝐕𝐂 [V] T [s] 𝐕𝐂 [V] 
0 0 32 3,4 
2 1 34 3,45 
4 1,2 36 3,5 
6 1,4 38 3,55 
8 1,6 40 3,6 
10 1,8 42 3,6 
12 2 44 3,65 
14 2,2 46 3,65 
16 2,4 48 3,7 
18 2,6 50 3,7 
20 2,8 52 3,75 
22 3 54 3,75 
24 3,1 56 3,8 
26 3,2 58 3,8 
28 3,3 60 3,85 
30 3,35 62 3,85 
 
 Após obter os valores da Tabela 2 o capacitor permaneceu conectado a fonte de 
alimentação até que fosse carregado completamente, e então foi montado um novo circuito, 
conforme figura 4. 
 
 
Figura 4 – Circuito utilizado no experimento. 
 Após verificar todas as conexões, ligando e desligando a chave S, a cada 2 segundos, 
foi medido a tensão no capacitor e então anotados os valores lidos na Tabela 3, o procedimento 
foi repetido até 62s. 
Tabela 3 – Valores de descarga do capacitor. 
T [s] 𝐕𝐂 [V] T [s] 𝐕𝐂 [V] 
0 6,0 32 0,2 
2 5,7 34 0,15 
4 5,2 36 0,1 
6 4,7 38 0,1 
8 4,2 40 0,1 
10 3,7 42 0,1 
12 3,2 44 0,1 
14 2,7 46 0,1 
16 2,1 48 0,1 
18 1,8 50 0,1 
20 1,4 52 0,1 
22 1,1 54 0,1 
24 0,8 56 0,1 
26 0,6 58 0,1 
28 0,4 60 0,1 
30 0,3 62 0,1 
 
 
A partir das Tabelas 3 e 4 foi possível encontrar os gráficos de carga e descarga do 
capacitor, sendo esses gráficos: 1 e 2 respectivamente. 
S
R1
18kΩ
C1
680µF
 
Gráfico 1 – Gráfico de Vc x T para carregamento do Capacitor 
 
 
Gráfico 2 – Gráfico de Vc x T para descarga do Capacitor 
 
4. RESULTADOS E CONCLUSÃO 
 
Com o experimento concluído é possível chegar a algumas conclusões, como quando se 
aplica uma tensão continua nos terminais de um capacitor, inicialmente descarregado, a corrente 
será alta, pois o capacitor se opõe as variações bruscas de tensão. Após essa situação inicial, a 
corrente diminui gradativamente, já que a medida que o tempo passa, o capacitor se carrega 
obedecendo a uma função exponencial, até atingir zero, quando estiver totalmente carregado. 
À medida que a corrente diminui, a tensão nos terminais do capacitor aumenta 
exponencialmente até atingir a tensão máxima imposta pela fonte. Devido a esse 
comportamento, diz-se que a tensão e a corrente no capacitor estão defasadas entre si, sendo 
que a corrente está adiantada da tensão.5. BIBLIOGRAFIA 
ALBUQUERQUE, R. O. Análise de Circuitos em Corrente Contínua. 21.a Edição. São 
Paulo: Érica, 2009. 
CAPUANO, F.G; MARINO, M. A. A. Laboratório de Eletricidade e Eletrônica: Teoria e 
Prática. 17.a Edição. São Paulo: Érica, 2002. 
O’MALLEY, J. Análise de Circuitos. São Paulo: McGraw-Hill, 1983.