Prática 6 Circuito RC Resposta Temporal 24 09 18 Copia

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RESUMO
No intuito de analisar o comportamento de um circuito RC em série foram realizadas medições de tensão em um resistor e em um capacitor em um intervalo de tempo de dois minutos afim de analisar o comportamento de carga e descarga do capacitor. A partir destes dados foram construídos gráficos de para a carga e descarga, e gráficos também para carga e descarga. Também fora analisado um gráfico monolog para o tempo de carga. 
Realizaram-se medições no osciloscópio para e utilizando como fonte de tensão um gerador de sinais de onda quadrada, simulando uma chave liga-desliga no circuito. A partir dos dados obtidos não só fora possível calcular o tempo de meia vida da carga de um capacitor, como também fora possível calcular a constante de tempo do circuito e a capacitância do mesmo.
OBJETIVOS
Visou-se a análise do comportamento transiente de um circuito RC em série submetido a uma excitação contínua, bem como a medição constante de tempo deste circuito.
MATERIAIS UTILIZADOS 
1 Multímetro da Politerm VC9802A+; 
1 Multímetro da Victor modelo VC – 9804A;
1 Capacitor 22nF;
Fonte da ICEL DC regulated power supply Ps – 4000 0-30v/0 – 3A; 
Osciloscópio Digital da Instrutherm OD-260 60MHz 1GSa/s;
Gerador de sinal da ICEL GV-2002; 
2 Resistores;
Protoboard;
Cabos.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Constante de Tempo Longa
Tabela do Processo de Carga
Tabela 1. Medidas de tensão para e em função do tempo de carga.
Tabela do Processo de Descarga
Tabela 2. Medidas de tensão para e em função do tempo de descarga.
Gráficos lineares de e em função do tempo durante o processo de carga.
Figura 1. Gráfico de em função do tempo de carga.
Figura 2. Gráfico de em função do tempo de carga.
Gráfico monolog de em função do tempo durante o processo de carga. 
Figura 3. Gráfico monolog de em função do tempo de carga.
Gráficos lineares de e em função do tempo durante o processo de descarga.
Figura 4. Gráfico de em função do tempo de descarga.
Figura 5. Gráfico de em função do tempo de descarga.
Tempos de meia-vida :
	
	Processo de carga
	
	Processo de descarga
	Gráfico 
	
	
	----
	Gráfico 
	----
	
	
Tabela 3 – Tempos de meia-vida.
 – gráficos lineares:
Temos que , daí tem-se:
 		 
 – gráfico monolog:
Com base na equação apresentada na apostila , sabendo que , e com base nos conceitos assimilados na disciplina de Física Experimental A, conclui-se que .
Discussão:
Através da análise dos gráficos e no momento de carga, nota-se que o resistor tem seu valor de tensão reduzido, ao passo que o valor de tensão armazenada no capacitor cresce na mesma proporção (logarítmica). Este fenômeno também pode ser observado no momento em que a chave tipo A-B é deslocada da posição A (inicial) à posição B (final). No entanto, o valor de tensão para o resistor aumenta de forma logarítmica e o valor de tensão decresce da mesma forma (momento em que o capacitor libera suas cargas elétricas no circuito).
Constante de Tempo Rápida
Medidas no Osciloscópio:
	
	Saída 
	
	Saída 
	
	
	
	
	
	
	
	
Tabela 4 – Tempos de meia-vida medidos no osciloscópio.
Tensão de Saída 					
CH1: Curva característica de carga e descarga do resistor;
CH2: Curva característica de carga e descarga do capacitor.
Tensão de Saída 
 CH1: Curva característica de carga e descarga do capacitor em função da onda quadrada gerada pelo gerador de sinais;
CH2: Curva característica da onda quadrada gerada pelo gerador de sinais.
Capacitância
	
	nominal
	
	Calculado
	
	(22,3
	
	(25,8
Comparação
Através do osciloscópio foi possível medir o período de meia vida na saída do resistor e na saída do capacitor, e por meio desse valor, calcular a constante de tempo do circuito. A constante encontrada na saída do resistor é mais confiável, uma vez que o valor de se aproxima mais do período de meia vida para a mesma saída.
Vale lembrar que através do mais confiável (medido na saída do resistor), fora possível determinar o valor da capacitância. O valor calculado não apresentou discrepância se considerando a incerteza relativa ao valor calculado e nominal.
CONCLUSÃO
Analisando os gráficos e para períodos de carga e descarga no capacitor, juntamente com os períodos de meia vida medidos utilizando o osciloscópio nas saídas do resistor e do capacitor, fora possível observar o comportamento de carga e descarga da tensão de um capacitor e de um resistor, possibilitando a determinação da constante de tempo do circuito RC em série (constante universal que determina o tempo de carga e descarga nos componentes do circuito).
Notou-se que para um aumento de tensão no resistor, houve uma queda no valor da tensão no capacitor e vice-versa, ou seja, pôde-se observar o comportamento e funcionalidade do capacitor no circuito através da liberação de suas cargas elétricas no circuito.
Por fim, ainda foi possível calcular o valor de capacitância do capacitor utilizando o valor da resistência de carga e a constante de tempo , encontrando o , valor esperado devido à incerteza apresentada no valor nominal, tornando verídico o procedimento laboral.
REFERÊNCIAS
APOSTILA DE FÍSICA EXPERIMENTAL A – Departamento de Física – UFSCar,2018
APOSTILA DE FÍSICA EXPERIMENTAL B – Departamento de Física – UFSCar,2018
HALLIDAY, D; RESNICK, R; WALKER, J. – Fundamentos de Física, Vol. 3, 9ª ed., LTC, 353 p.
Planilha1
	Coluna1	Coluna2	Coluna3	Coluna4	Coluna5	Coluna6
	0.0	0.2	* 9.84	* 0.20	0.07	0.03
	5.0	0.2	* 7.96	* 1.84	0.06	0.04
	10.0	0.2	* 6.83	* 3.17	0.06	0.05
	15.0	0.2	* 5.87	* 4.11	0.06	0.05
	20.0	0.2	* 5.05	* 4.92	0.05	0.05
	25.0	0.2	* 4.30	* 5.60	0.05	0.06
	30.0	0.2	* 3.66	* 6.29	0.05	0.06
	35.0	0.2	* 3.17	* 6.73	0.04	0.06
	40.0	0.2	* 2.74	* 7.20	0.04	0.07
	45.0	0.2	* 2.35	* 7.55	0.04	0.07
	50.0	0.2	* 2.04	* 7.96	0.04	0.07
	55.0	0.2	* 1.76	* 8.14	0.04	0.07
	60.0	0.2	* 1.52	* 8.38	0.04	0.07
	65.0	0.2	* 1.32	* 8.58	0.04	0.07
	70.0	0.2	* 1.16	* 8.74	0.04	0.07
	75.0	0.2	* 1.01	* 8.88	0.03	0.07
	80.0	0.2	* 0.89	* 9.00	0.03	0.07
	85.0	0.2	* 0.78	* 9.11	0.03	0.08
	90.0	0.2	* 0.70	* 9.20	0.03	0.08
	95.0	0.2	* 0.62	* 9.26	0.03	0.08
	100.0	0.2	* 0.56	* 9.33	0.03	0.08
	105.0	0.2	* 0.50	* 9.39	0.03	0.08
	110.0	0.2	* 0.45	* 9.43	0.03	0.08
	115.0	0.2	* 0.41	* 9.48	0.03	0.08
	120.0	0.2	* 0.38	* 9.51	0.03	0.08
	0.0	0.2	* 9.84	* 0.20	0.07	0.03
	5.0	0.2	* 7.96	* 1.84	0.06	0.04
	10.0	0.2	* 6.83	* 3.17	0.06	0.05
	15.0	0.2	* 5.87	* 4.11	0.06	0.05
	20.0	0.2	* 5.05	* 4.92	0.05	0.05
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	30.0	0.2	* 3.66	* 6.29	0.05	0.06
	35.0	0.2	* 3.17	* 6.73	0.04	0.06
	40.0	0.2	* 2.74	* 7.20	0.04	0.07
	45.0	0.2	* 2.35	* 7.55	0.04	0.07
	50.0	0.2	* 2.04	* 7.96	0.04	0.07
	55.0	0.2	* 1.76	* 8.14	0.04	0.07
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	90.0	0.2	* 0.70	* 9.20	0.03	0.08
	95.0	0.2	* 0.62	* 9.26	0.03	0.08
	100.0	0.2	* 0.56	* 9.33	0.03	0.08
	105.0	0.2	* 0.50	* 9.39	0.03	0.08
	110.0	0.2	* 0.45	* 9.43	0.03	0.08
	115.0	0.2	* 0.41	* 9.48	0.03	0.08
	120.0	0.2	* 0.38	* 9.51	0.03	0.08
Planilha1
	0.0	0.2	-9.76	* 9.62	0.08	0.08
	5.0	0.2	-8.21	* 8.09	0.07	0.07
	10.0	0.2	-6.93	* 6.92	0.06	0.06
	15.0	0.2	-6.02	* 5.92	0.06	0.06
	20.0	0.2	-5.01	* 4.93	0.06	0.05
	25.0	0.2	-4.24	* 4.23	0.05	0.05
	30.0	0.2	-3.64	* 3.58	0.05	0.05
	35.0	0.2	-3.08	* 3.07	0.05	0.05
	40.0	0.2	-2.65	* 2.60	0.04	0.04
	45.0	0.2	-2.25	* 2.23	0.04	0.04
	50.0	0.2	-1.90	* 1.89	0.04	0.04
	55.0	0.2	-1.64	* 1.63	0.04	0.04
	60.0	0.2	-1.39	* 1.39	0.04	0.04
	65.0	0.2	-1.20	* 1.18	0.04	0.04
	70.0	0.2	-1.02	* 1.02	0.04	0.04
	75.0	0.2	-0.87	* 0.86	0.03	0.03
	80.0	0.2	-0.75	* 0.74	0.03	0.03
	85.0	0.2	-0.64	* 0.63	0.03	0.03
	90.0	0.2	-0.55	* 0.55	0.03	0.03
	95.0	0.2	-0.47	* 0.47	0.03	0.03
	100.0	0.2	-0.41	* 0.400.03	0.03
	105.0	0.2	-0.34	* 0.34	0.03	0.03
	110.0	0.2	-0.30	* 0.30	0.03	0.03
	115.0	0.2	-0.26	* 0.26	0.03	0.03
	120.0	0.2	-0.22	* 0.22	0.03	0.03