Carga e Descarga de Um Capacitor

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMIÁRIDO 
BACHARELADO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA 
LABORATÓRIO DE ELETRICIDADE E MAGNETISMO 
PROFESSOR: MARCELO N. DOS SANTOS BESERRA 
 
 
 
 
 
 
 
 
SIRLENO ITAMAR BARBOSA PINHEIRO 
ANA OLÍVIA NEVES LEITE 
LEONARDO AMARO FELISBERTO 
WESLLEY THIAGO MARTINS FERNANDES 
LUCAS DE MEDEIROS TRINDADE 
 
 
 
 
 
 
 
CARGA E DESCARGA DE UM CAPACITOR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANGICOS 
31/10/2016 
SIRLENO ITAMAR BARBOSA PINHEIRO 
ANA OLÍVIA NEVES LEITE 
LEONARDO AMARO FELISBERTO 
WESLLEY THIAGO MARTINS FERNANDES 
LUCAS DE MEDEIROS TRINDADE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CARGA E DESCARGA DE UM CAPACITOR 
 
 
 
 
Trabalho a ser apresentado à Disciplina de Laboratório 
de Eletricidade e Magnetismo, do Curso de Bacharelado 
de Ciência e Tecnologia da Universidade Federal Rural 
do Semiárido, como requisito para obtenção parcial da 
nota referente aos experimentos da Unidade I. 
 
Docente: Prof. MARCELO NOBRE DOS SANTOS 
BESERRA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANGICOS 
31/10/2016 
SUMÁRIO 
 
INTRODUÇÃO.................................................................................................................04 
1. DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO..........................................................................05 
1.1 Materiais Utilizados.....................................................................................................05 
1.2 Procedimento Experimental.........................................................................................05 
 
2. QUESTÕES PROPOSTAS .......................................................................................06 
3. CONSIDERAÇÕES FINAIS.....................................................................................09 
4. REFERENCIAL TEÓRICO.....................................................................................10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
II 
RESUMO 
 
 
Carregar e descarregar um capacitor é uma técnica simples quando ligados em série com um 
resistor. Este tipo de circuito é chamado de RC simples e é formado por um resistor e um 
capacitor conectados em série com uma fonte de tensão CC. É notável a concordância com a 
teoria de um circuito RC em série. Esta teoria descreve o comportamento de tal circuito 
baseando-se na lei da conservação de carga elétrica e resolvendo a equação diferencial, advinda 
daquela lei fundamental. Quando a fonte é ligada, o capacitor começa a carregar, inicialmente 
com uma taxa alta, mas cada vez menor à medida que o tempo passa. Como a carga é uma 
grandeza difícil de ser medida, é mais fácil medir a corrente elétrica. 
 
 
Palavras-chave: Carga e Descarga, RC Simples, Conservação da Carga 
. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
III
4 
 
INTRODUÇÃO 
 
 
O circuito RC mais simples é aquele constituído por um capacitor e uma resistência 
conectados em série e que recebe esta denominação porque o resistor e o capacitor 
estão em série com a fem. O capacitor é inicialmente carregado com uma tensão VO, 
depois a fonte é desconectada e o capacitor é descarregando sobre um resistor R, conforme na 
fígura 1. A lei das malhas de Kirchhoff aplicada ao circuito fornece as seguintes equações: 
 
A quantidade RC tem dimensão de tempo e é chamada de constante de tempo capacitiva 
do circuito. Esta constante é igual ao tempo necessário para que a carga do capacitor cresça até 
uma fração (1-e-1), ou seja, 63 % do seu valor de equilíbrio. Sendo a unidade de R o Ohm e a 
unidade C o Farad, a unidade da constante de tempo capacitiva RC é o segundo. Durante a 
descarga, o capacitor fornece uma corrente eletrica à resistência eletrica e esta dissipa energia 
a uma taxa de P = I2 . R (Watts), 
Assim, o presente relatório tem como objetivo geral observar e entender os processos de 
carga e descarga de um capacitor em um circuito RC e como objetivo específico, aprimorar o 
manuseio dos equipamentos utilizados durante a prática. 
 
 
5 
 
 
1. DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO 
 
1.1 Materiais utilizados 
1. Uma fonte DC de 0-15 V. 
2. Um resistor 
3. Um voltímetro 
4. Um capacitor 1000µF (6,3V) 
5. Uma placa de montagem e cabos de 
conexão 
6. Cronômetro digital 
 
1.2 Procedimento experimental 
 
Foi montado circuito de acordo com a figura 1, conectando o voltímetro em paralelo 
com o capacitor. Com isso, observou a polaridade correta do capacitor no circuito. Foi colocado 
a chave no sentido a→b, aplicando uma tensão de Vo = 5 Volts e consequentemente foi medido 
o tempo necessário para a tensão atingir os valores da tabela 1. O sistema foi ligado com intuito 
de que a tensão atingisse o valor aproximado de 4,0 V. Anotado os resultados, os mesmos 
podem ser vistos na tabela a seguir: 
 
Em seguida, foi a vez de descarregar o capacitor. Colocou-se a chave no sentido b→c e 
começamos a medir o tempo necessário para a tensão atingir os valores da tabela abaixo. 
Usando a função 2 determinamos os valores da corrente elétrica gerada pela descarga do 
capacitor. 
 
6 
 
2. QUESTÃO PROPOSTA 
Como você poderia verificar experimentalmente os valores da corrente da questão 
anterior? Desenhar o circuito com o instrumento de medida. 
Resposta: Utilizando um multímetro, conectando-o em série ao circuito. 
A partir da Tabela 1, construir um gráfico de V(t) versus t (Gráfico 1). Linearizar o gráfico 
(Aplique o logaritmo natural) e fazer um novo gráfico (Gráfico 2), ajustar os pontos 
experimentais do novo gráfico, determine o valor da constante de tempo RC. Os gráficos 
devem ser feitos no papel milimetrado. Qual é o valor da resistência elétrica? 
Resposta: Gráfico 1 – Pontos experimentais obtidos de acordo com a tabela 1: 
 
 
Aplica-se logaritmo natural aos pontos da função de acordo com os dados da tabela 
abaixo: 
Ln014= 2.63 Ln0,5= -0,7 
Ln029= 3.36 Ln1= 0 
Ln047= 3.85 Ln1,5= 0,4 
Ln067= 4.2 Ln2= 0,7 
Ln092= 4.5 Ln2,5= 0,9 
Ln121= 4.7 Ln3= 1,1 
Ln159= 5 Ln3,5= 1,25 
 
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8
V
(t
)
t
7 
 
Gráfico 2 – Com reta da regressão linear dos pontos obtidos pela linearização a partir da 
função logarítmica. 
 
 
Qual é o valor da corrente elétrica no circuito depois que o capacitor estiver 
completamente carregado? 
 
-0,7
0
0,4
0,7
0,9
1,1
1,25
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
0 1 2 3 4 5 6
Grafico Linearizado
8 
 
Determinar as funções Q(t) e I(t) para a carga e descarga do capacitor. 
 
Use a constante de tempo capacitiva experimental para determinar o valor da 
carga elétrica sobre uma das placas do capacitor quando t = 1,5 s durante a carga do 
capacitor. 
 
 
 
 
 
 
9 
 
3. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
Finalizado a prática no laboratório, foi verificado uma perfeita execução do mesmo, 
obtendo resultados satisfatórios e coerentes com aquilo que foi estudado, bem como, o 
cumprimento dos objetivos. 
Foi possível verificar a o processo de carga e descarga de um capacitor quando associado 
a um circuito elétrico RC. O experimento denota, à medida que os passos foram sendo 
realizados, a validade dos princípios fundamentais da eletricidade. 
Portanto, podemos dizer que nossos objetivos, mais uma vez, foram alcançados.Sempre 
tomando os devidos cuidados com a prática e sempre com o auxílio do professor. Revisando 
conceitos e aprendendo outros novos. Verificando na prática, a aprendizagem do conteúdo 
repassado em sala de aula. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10 
 
4. REFERENCIAL TEÓRICO 
 
HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; E. WALKER, J. Fundamentos da Física. V. 3. 4.ed.- Rio de 
Janeiro: Livros Tecnicos e Científicos, 1996. 
 
SEARS & ZEMANSKI, YOUNG & FREEDMAN, Física III, Eletricidade e Magnetismo, 12ª 
Edição, Person 2008. 
 
http://www2.feg.unesp.br/Home/PaginasPessoais/zacharias/cargac.pdf 
 
 
http://www.facip.ufu.br/sites/facip.ufu.br/files/Anexos/Bookpage/fe3-06-carga-e-descarga-de-
um-capacitor.pdf