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FísicaC relatório 7

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Circuito RC
Prática 7 - Data 17/10/2017
Centro Universitário Senai Cimatec, Curso de Engenharia de Controle e Automação, 4º Semestre, GRD-NGR-0018
Felipe Mira; João Victor Dantas; Lucas Alexandrino; Robenilson Queiroz e Roger Milla.
Entregue ao professor Dion Ribeiro da disciplina Física C - Prática
Resumo: O presente relatório propõe abordar uma análise de circuitos RC, bem como gerar o gráfico de carga e descarga do circuito, além disso calcular a constante de tempo em um circuito RC.
Palavras-chave: Carga, Descarga, resistor, capacitor, circuito capacitivo. 
Introdução
Um Circuito RC é um circuito com um resistor e um capacitor. Um exemplo prático de circuito RC é o de uma lâmpada de flash de máquina fotográfica. Neste circuito uma bateria carrega um capacitor através de um resistor em série. Depois de carregado, o capacitor descarrega através da lâmpada, produzindo o clarão que ilumina a cena. Logo depois, o capacitor é recarregado e o procedimento se repete[1]. Neste tipo de circuito, a corrente neste circuito circula num só sentido, mas valores variam com o tempo.
Muitos dispositivos incorporam circuitos em que um capacitor é carregado e descarregado, alternadamente. Sendo eles os marcapassos, semáforos, pisca-piscas automotivos e unidades de flash eletrônico. (SEARS, 2009, p.182). 
Tendo em vista que a carga em função do tempo é igual ao produto da capacitância pela tensão, pode-se determinar a tensão no capacitor ao longo do tempo pelo seguinte método: Inicialmente, começamos com o capacitor descarregado; liga-se o circuito no instante t=0, passando a chave S para o ponto a. Assim, verifica-se que a carga q do capacitor não se estabelece de maneira instantânea, como pode ser visto no esquema a seguir. 
Figura1. Esquema de carga e descarga de um capacitor.
Aplicando a lei de Kirchoff das tensões ao circuito de carga, temos a seguinte a equação: 
Como , substituímos na equação acima, assim teremos: 
A solução da equação diferencial é do tipo: 
Onde V(t) corresponde a tensão sobre o capacitor em função do tempo, Vo a tensão inicial, t o tempo em segundos, R resistência do resistor e C a capacitância do capacitor. 
A grandeza RC possui uma dimensão de tempo, assim é chamada de constante de tempo capacitiva τ. Onde τ = RC. Ela representa o tempo necessário para que a carga ou tensão atinja um valor igual a 63% do seu valor inicial. 
No processo de descarga do capacitor, temos a passagem da chave S para o ponto b. Assim, aplicando o mesmo método anterior, teremos a seguinte equação para determinar a tensão no capacitor. 
Quando descarregamos um capacitor sua carga não cai à zero instantaneamente, mas decai exponencialmente. 
O objetivo deste experimento consiste em determinar a constante de tempo em um circuito RC, bem como construir os gráficos de carga e descarga para um capacitor. Além disso, estudar o comportamento de um circuito RC.
Experimento 
Materiais e Métodos 
Para o experimento, utilizou-se os seguintes materiais:
1. Fonte de tensão variável;
2. 1 Multímetro;
3. Placa de montagem;
4. 1 Capacitor 1000 µF;
5. 1 resistor de 100 Ohms;
6. 1 resistor de 100k Ohms;
6. Cronômetro do celular;
7. Cabos de ligação; 
8. Chave liga-desliga;
De início, mediu-se individualmente cada resistor disposto na bancada com um multímetro com o objetivo de verificar sua resistência e logo em seguida, montou-se na placa de montagem um circuito com um resistor em série com o capacitor. Posteriormente, foi aplicado uma tensão de 10V nos terminais do circuito. A partir daí utilizou-se o multímetro para medir a tensão sobre o capacitor visando observar o seu processo de armazenamento de carga. Foi observado que deveríamos utilizar o resistor de 100k Ohms que resiste melhor à passagem de carga para o capacitor podendo assim construir a tabela de resultados no qual foi anotado. Repetiu-se o mesmo procedimento para a descarga do capacitor. 
Na próxima seção, será abordada uma discussão a respeito dos resultados obtidos nos experimentos.
Resultados
A partir do experimento, coletou-se os dados do tempo de carregamento e descarregamento do capacitor e plotou-se um gráfico com o coeficiente de tempo τ, apresentados a seguir:
Tabela 1: Tempo de Carregamento
	Tempo (s)
	Tensão (V)
	5
	0,65
	10
	1,06
	15
	1,64
	20
	2,08
	25
	2,55
	30
	2,9
	35
	3,29
	40
	3,66
	45
	4,01
	50
	4,35
	55
	4,65
	60
	4,92
	65
	5,13
	70
	5,48
	75
	5,67
	80
	5,88
	85
	6,14
	90
	6,33
	95
	6,59
	600
	9,91
Fonte: Própria
Tabela 2: Tempo de Descarregamento
	Tempo
(s)
	Tensão
(V)
	5
	9,38
	10
	8,9
	15
	8,44
	20
	8
	25
	7,56
	30
	7,14
	35
	6,75
	40
	6,38
	45
	6,05
	50
	5,75
	55
	5,41
	60
	5,14
	65
	4,86
	70
	4,61
	75
	4,36
	80
	4,15
	85
	3,94
	90
	3,71
	95
	3,54
	100
	3,35
	105
	3,19
	110
	3,02
	115
	2,83
	120
	2,72
	125
	2,57
	130
	2,41
	290
	0,5
	345
	0,3
	410
	0,2
Fonte: Própria
Gráfico 1: V x t
Conclusão
Referências
[1] Halliday, D.; Resnick, R.; Walker,J,“Fundamentos de Física, v.3: eletromagnetismo” , LTC editora, 2009.

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