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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Rodrigo Mansur Duarte Belo Horizonte, 2014 Rodrigo Mansur Duarte Física Experimental III: Relatório do Trabalho Prático VI Belo Horizonte, 2014 Relatório referente à aula de sábado, dia 22/03/2014, sobre a fase de carga e descarga de um capacitor, na disciplina de Física Experimental III, no curso de Engenharia Elétrica, na Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais Professor: Euzimar Marcelo Leite RESUMO Capacitores são componentes que armazenam energia em um campo elétrico, acumulando desequilíbrio interno de carga elétrica. Eles são constituídos de duas placas condutoras separadas por um material dielétrico. A carga é armazenada nas placas condutoras. Porém, como cada placa armazena cargas iguais, a carga total do dispositivo é sempre nula. A propriedade de armazenar energia elétrica sob a forma de campo elétrico é denominada capacitância, e é medida em Farads(F). A capacitância pode ser calculada dividindo-se a quantidade de carga armazenada pela diferença de potencial entre as placas. SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO.....................................................................................1 2. DESENVOLVIMENTO.........................................................................2 2.1 OBJETIVO GERAL..........................................................................2 2.2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL...............................................2 2.3 RESULTADOS................................................................................3 3. CONCLUSÃO......................................................................................4 1 INTRODUÇÃO Em circuitos de corrente contínua os capacitores tem geralmente função de proteção ou nivelamento de sinal. Nesse tipo de circuito eles não permitem a passagem de corrente, funcionando como “circuito aberto”. Já em corrente alternada a mudança de sentido da tensão faz com que o capacitor permita o fluxo de elétrons, gerando corrente. Nesse caso o componente apresenta uma resistência, chamada de reatância capacitiva. Capacitores não apresentam as mesmas regras de associação de resistores. Por isso, deve se ter cuidado ao calcular a capacitância equivalente para junções de capacitores. No caso de circuitos paralelos a capacitância é somada. 2 2. DESENVOLVIMENTO 2.1 – Objetivo Geral O objetivo desse trabalho é verificar a relação entre a fase de carga e a fase de descarga de um capacitor. 2.2 – Procedimento Foi colocado um resistor em série com um capacitor para se medir a corrente que passava nele, e com isso medir sua fase de carga. Logo em seguida, foi ligado o ponto B no ponto A para que se pudesse medir a fase de descarga. 3 2.3 – Resultados. Depois de medida a corrente, juntamente com o tempo, chegamos aos seguintes resultados: Fase de carga: i (µA) 50 µA 45 µA 40 µA 35 µA 30 µA 25 µA 20 µA 15 µA 10 µA 5 µA t (s) 0 s 2.7 s 4.2 s 7.5 s 10.3 s 20.9 s 27.1 s 34.2 s 48.7 s 56.7 s Fase de descarga: i (µA) -50µA -45 µA -40 µA -35 µA -30 µA -25 µA -20 µA -15 µA -10 µA -5 µA t (s) 0 s 2.5 s 5.3 s 8.0 s 12.3 s 20.9 s 26.1 s 33.9 s 43.4 s 61.7 s Gráfico: 4 CONCLUSÃO Neste experimento, compreendeu-se a importância da constante de tempo na carga de um capacitor, em um circuito RC. Entendeu-se que o tempo de carga e descarga têm valores iguais porque estão diretamente relacionados com a constante de tempo. Ao alterar-se o resistor limitador, a proporcionalidade entre o valor deste e a constante, é uma razão direta quando se mantém a mesma capacitância. Que mantendo-se constante a resistência e alterando-se a capacitância, a proporcionalidade continua a existir, razão direta. O Capacitor receberá mais ou menos carga, dependendo do seu valor. Que, em ambos os casos, carga ou descarga, a corrente é sempre decrescente em função do tempo. Levando-se em conta a metodologia para a cronometragem e captação dos valores de tensão, durante a carga e descarga, fatores outros alheios ao nosso controle, conclui-se que os valores processados estão dentro da faixa aceitável de comprovação. Com este experimento foi possível, provar na prática, o que se conhece do referencial teórico e alcançar objetivos propostos.
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