LABORATOTIO DE ELETRICIDADE GERAL

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LABORATOTIO DE ELETRICIDADE GERAL – EXPERIMENTO III
EXPERIMENTO 11 – CAPACITOR EM REGIME DC
Introdução TeóricaFigura 1: Circuito do experimento 11.
O capacitor é um componente que tem como finalidade armazenar energia elétrica. É formado por duas placas condutoras, também denominadas de armaduras, separadas por um material isolante ou dielétrico.
A Capacitância (C) é a característica que o capacitor apresenta de armazenar mais ou menos cargas elétricas por unidade de tensão.
Representamos por, 
Onde: C é a capacitância, Q é carga e V é tensão.
Devido às dificuldades construtivas, os capacitores encontram-se situados em faixa de valores submúltiplos do Farad, como micro (µF), nano Farad (nF) e o pico Farad (pF).
Além do valor da capacitância, é preciso especificar o valor limite da tensão a ser aplicada entre seus terminais. Esse valor é denominado tensão de isolação e varia conforme o tipo de capacitor.
Na prática, encontramos vários tipos de capacitor com aplicações específicas, dependendo de aspectos construtivos, tais como: material utilizado como dielétrico, tipo de armadura e encapsulamento. Dentro dos diversos tipos, destacamos:
 Capacitores plásticos (poliestireno, poliéster): consistem em duas folhas de alumínio separadas pelo dielétrico de material plástico. Sendo os terminais ligados às folhas de alumínio, o conjunto é bobinado e encapsulado, formando um sistema compacto. Outra técnica construtiva é vaporizar alumínio em ambas as faces do dielétrico, formando o capacitor. Essa técnica é denominada de metalização e traz como vantagem maior capacidade em comparação com os de mesmas dimensões dos não metalizados.
Capacitores eletrolíticos de alumínio: consistem em uma folha de alumínio anodizada como armadura positiva, em que m por um processo eletrolítico, forma-se uma camada de óxido de alumínio que serve como dielétrico, e um fluído condutor, o eletrolítico que impregnado em um papel poroso é colocado em contato com outra folha de alumínio anodizada, ligada ao terminal positivo e outra ligada a uma caneca tubular, encapsulamento do conjunto, e ao terminal negativo. Os capacitores eletrolíticos, por apresentarem o dielétrico como uma fina camada de óxido de alumínio e em uma das armaduras em fluído, constituem uma série de altos valores de capacitância, mas com valores limitados de tensão de isolação e terminais polarizados. De forma idêntica, encontramos os capacitores eletrolíticos de tântalo, e que o dielétrico é formado por óxido de tântalo, cuja constante dielétrica faz obter um capacitor de pequenas dimensões, porém com valores de tensão de isolação mais limitados.
Capacitores cerâmicos: apresentam como dielétrico um material cerâmico, que e revestido por uma camada de tinta, que contém elemento condutor formando as armaduras. O conjunto recebe um revestimento isolante. São capacitores de baixos valores e altas tensões de isolação.
Os capacitores, analogamente as resistores, possuem valores de capacitância padronizados que obedecem à sequência 1: – 1,2 – 1,5 – 1,8 – 2,2 – 2,7 – 3,3 – 4,7 – 5,6 – 6,8 – 8,2 com fator multiplicativo, conforme a faixa desde pF até µF.
Normalmente, o valor da capacitância, a tensão de isolação e a tolerância são impressos no próprio encapsulamento do capacitor, todavia em alguns tipos, como os de poliéster metalizado, estes parâmetros são especificados por um código de cores. A figura abaixo mostra esse código de cores, bem como a identificação no corpo do capacitor.
Figura 2: Valores de capacitância padronizados.
Comportamento do capacitor em regime DC na situação de carga e descarga:
Ao aplicar uma tensão contínua por meio de um resistor, este se carrega com uma tensão, cujo valor depende do intervalo de tempo em que se desenvolverá o processo. Ou seja, o capacitor, para se carregar totalmente, necessita de um intervalo de tempo maior que cinco vezes a sua constante de tempo.
Materiais
Plugue em ponte (5);
LED Verde (2);
Placa de circuito;
Contato fixo para chave faca (2);
Contato móvel para chave faca;
Fonte de tensão, 6 V DC;
Capacitor de 4700 µF;
Cronômetro;
Processo Experimental
Inseriram-se os componentes na placa do circuito, verificando a polaridade correspondente. 
Conectou-se a fonte de alimentação de 6V, deixando as chaves no centro.
Após isto, a chave S1 foi fechada, observou-se com o tempo de 10s, e foi aberta novamente, notando que nesta etapa o LED1 acendeu rapidamente e o LED2 continuou imutável.
 O processo foi repetido com a chave S2, verificando constantemente os LEDS, neste caso, o processo foi inverso, o LED2 acendeu e o LED1, não se alterou.
 Em seguida, os dois últimos passos foram repetidos 4 vezes, o mesmo ocorreu.
Por fim, as duas chaves foram colocadas no centro e a fonte desligada.
O LED1 foi removido, e em seu lugar adicionou-se um resistor de 3,3 kΩ. Introduziu-se também, em paralelo com o capacitor, um voltímetro. Adicionou-se a fonte, agora com 12V, e foi ligada.
A partir desta etapa, o cronômetro faz parte do circuito, simultaneamente com as anotações de tensão do voltímetro.
	Vc (V)
	0,0
	1,0
	2,0
	3,0
	4,0
	5,0
	6,0
	7,0
	8,0
	9,0
	10,0
	11,0
	12,0
	t (s)
	0,0
	1,78
	2,82
	3,95
	4,93
	6,33
	8,17
	10,18
	12,97
	16,83
	22,80
	35,09
	2,40,48
	
	0,0
	1,39
	2,52
	3,62
	4,96
	6,37
	8,34
	10,75
	13,12
	17,14
	22,92
	35,16
	2,00,39
	
	0,0
	1,39
	2,54
	3,67
	4,85
	6,34
	8,20
	10,49
	13,33
	17,16
	23,13
	35,00
	1,49,84
	Media
	0,0
	1,52
	2,62
	3,74
	4,91
	6,34
	8,23
	10,47
	13,14
	17,04
	22,95
	35,08
	2,36,39
A chave S1 foi aberta, o LED2 foi substituído pelo resistor do circuito, anotando novamente os dados obtidos de tensão.
	Vc (V)
	12,0
	11,0
	10,0
	9,0
	8,0
	7,0
	6,0
	5,0
	4,0
	3,0
	2,0
	1,0
	0,0
	t (s)
	0
	0,99
	2,08
	3,54
	4,68
	6,08
	7,91
	9,82
	12,43
	15,60
	20,39
	35,09
	2,25,58
	
	0
	1,33
	2,29
	3,41
	4,68
	6,06
	8,59
	9,85
	12,15
	15,59
	20,25
	35,16
	2,25,57
	
	0
	1,84
	3,25
	4,29
	5,80
	7,25
	8,83
	12,09
	15,63
	20,30
	27,15
	37,30
	3,13,82
	Media
	0,0
	1,39
	2,54
	3,74
	5,05
	6,46
	8,44
	10,58
	13,40
	17,16
	22,59
	35,85
	2,54,39
Questões
Como o capacitor responde ao aplicarmos a tensão?
O capacitor se carregará com o valor desta tensão, para que isto aconteça, uma corrente surgirá entre a fonte de tensão contínua e as armaduras do capacitor. Depois que ele estiver carregado esta corrente cessará.
Qual estado o capacitor assume após a desconexão da fonte de tensão?
O capacitor armazena a energia, logo, é muito mais rápido no processo de descarga da energia acumulada.
O que acontece quando o capacitor é conectado a um circuito fechado com LED após a etapa de carga?
Irá diminuindo a voltagem do LED gradativamente, até se apagar.
Por que os LEDs devem ser conectados com a polaridade correta?
Todo LED é um diodo, com a característica adicional de emitir luz. Os diodos são formados por uma junção semicondutora de silício PN. Quando a junção está polarizada diretamente, o diodo conduz. Isto ocorre quando o ânodo é ligado ao positivo e o cátodo ligado ao negativo da fonte de energia.
O que é a capacitância de um capacitor?
É a característica que o capacitor apresenta de armazenar mais ou menos cargas elétricas por unidade de tensão.
Para cada uma das duas posições da chave (carga e descarga), desenhar um diagrama de circuito e indicar o sentido da corrente usando as setas.
Com os valores obtidos nos passos 8 e 9, construa os gráficos Vc(t) para a carga e descarga do capacitor.
Faça uma pesquisa e descreva qual a(s) equação(ões) da tensão em um capacitor que envolve os tempos de carga e descarga.
Sendo, para carga:
V0 = VR(t) + VC (t) (1)
Onde:
VR(t) e VC (t) = Ri (t) e q(t) = Cvc(t) = ∫idt
Temos,
V0 = 1/C ∫ idt + Ri (2)
di/i = dt/τ (3)
Dessa forma, a constante detempo do circuito é:
τ = RC (4)
Integrando (3) no t(0):
∫01 (di/i) = − ∫1 Vo/R01 (dt/τ) (5)
Temos VR(t) = Ri (t), no (1):
i(t) = V0e-t/ τ /R (6)
VR(t) = V0e-t/ τ (7)
VC (t) = V0(1 - e-t/ τ) (8)
Para descarga:
VR(t) = VC (t) (9)
Onde, 
VC (t) = -(1/C) ∫idt na equação (3):
i(t) = Vd/R * e-t/ τ (10)
Com a(s) equação(ões) da questão 8, juntamente com os valores do capacitor e do resistor do item 10 (entregue pelo professor/monitor), tente construir os mesmos gráficos de carga e descarga da tensão Vc(t) da questão 7. 
Me ajuda! Eu não lembro o valor do resistor.
LABORATÓRIO DE ELETRICIDADE GERAL - EXPERIMENTOS III EXPERIMENTO 12 – INDUTOR EM REGIME DC
Figura 3: Circuito do experimento 12.
Introdução Teórica
Em um circuito onde um fio condutor, ao ser percorrido por uma corrente elétrica, cria ao redor de si um campo magnético. Melhorando a condutividade desse campo, enrola-se o fio condutor em forma de espiral ao redor de um núcleo, constituindo o componente denominado indutor.
Chamamos de indutância (L) o parâmetro que relaciona este efeito do campo magnético com a corrente que o produziu, e sua unidade é o Henry (H). 
Os indutores podem ser fixos ou variáveis. Os indutores fixos são constituídos por um fio de cobre esmaltado, enrolado ao redor de um núcleo que pode ser de ar, de ferro ou de ferrite. O indutor com núcleo de ar é simplesmente constituído pelo enrolamento do próprio fio e proporciona baixos valores de indutância. Os núcleos de ferro e de ferrite proporcionam valores mais altos de indutância, sendo que o de ferrite, pó de ferro com aglutinante, é aplicado principalmente em altas temperaturas.
Os indutores variáveis consistem num sistema em que o núcleo é móvel, podendo o valor de a indutância ser ajustado dentro e uma faixa preestabelecida.
 No comportamento do indutor em regime DC ao aplicarmos a um indutor uma tensão contínua por meio de um resistor, este armazena energia elétrica, pois a corrente cria um campo magnético no indutor. O indutor para se desenergizar necessita de um intervalo de tempo maior que cinco vezes a sua constante de tempo
Materiais
Plugue em ponte;
Soquete de Lâmpada com plugue;
Lâmpada incandescente de 6V;
Contato fixo para chave faca	;
Contato móvel para chave faca;
Núcleo em U com Núcleo em I;
Parafuso de retenção do núcleo em U; 
Plugue de conexão da bobina (2);
Bobina 300/600 espiras;
Bobina 600/1200 espiras;
Fonte de tensão, 6 V DC
Placa de circuito;
Fonte de tensão, 6 V DC;
Processo Experimental
Inseriram-se os componentes na placa do circuito, verificando a polaridade correspondente.
Fixou-se dois plugues de conexão na bobina 300/600 espiras, na extremidade de 600 espiras. Fixou-se no circuito.
O núcleo em U foi colocado na bobina, deixando o segmento livre. Posicionou-se a segunda bobina de 600/1200 espiras com os terminais virados para cima.
Com o parafuso de fixação, o núcleo em I foi preso no segmento central do núcleo em U.
O suporte das lâmpadas foi posto e as lâmpadas de 6V instaladas. A chave S aberta e a fonte de alimentação conectada.
Fechou-se a chave S por 5s e abrir-se novamente. O efeito sobre a lâmpada é incandescente.
Por fim, a chave S foi fechada e aberta rapidamente seguidas vezes.
Questões
O que acontece quando a chave é fechada e aberta (item 6)?
A lâmpada continua imutável, não acende.
O que acontece quando a chave é fechada e aberta rapidamente (item 7)?
A lâmpada acende e apaga, rapidamente, em seguida.
Existe uma conexão elétrica entre as duas bobinas? Desenhe um circuito elétrico envolvendo os elementos usados no experimento.