relatório de fixesp 3 circuitos RC + onda quadrada

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Universidade Federal do Rio de Janeiro
Instituto de Física - IF
Física Experimental – Laboratório de eletromagnetismo
prof.: Gaspar
Aluna: Michele Martins e Amanda Thomé
Rio de Janeiro, 31 de outubro de 2017
Circuitos RC com onda quadrada
Introdução
 Em todas as práticas anteriores foi utilizado instrumentos de medida (amperímetro e voltímetro) e fontes de energia (fonte de voltagem DC) para estudar o comportamento de correntes elétricas e tensões. Nesta pratica fizemos uso de um gerador de sinais ou gerador de funções para gerar tensões variáveis com o tempo e um osciloscópio para observá-las e medi-las.
 Nesta prática alguns elementos de circuito que utilizamos está relacionada com correntes e voltagens variáveis no tempo. Foi feita a combinação de resistor e capacitor que é conhecido como circuito RC. O diagrama é descrito conforme a figura abaixo:
Figura 1 - circuito RC com onda quadrada
Gerador de sinais 
 O gerador de sinais, ou gerador de funções, é um aparelho que gera tensões variáveis em função do tempo. As voltagens geradas possuem período (em segundos), frequência (em Hz) e amplitude, sendo muito semelhante a uma onda. É por esse motivo que cada função de voltagem gerada é em forma de onda. São três as principais formas de onda geradas: quadrada, senoidal e triangular. 
Osciloscópio 
 O osciloscópio é um instrumento empregado para visualizar as tensões que variam com o tempo. Ele é utilizado para determinação de amplitudes e frequência de sinais de voltagem, e para comparação de sinais diferentes. Ou seja, é utilizado para a visualização do que o gerador de funções gera para o circuito.
Objetivo
 O objetivo desta aula é introduzir o uso de dois instrumentos, o gerador de funções e o osciloscópio, e estudar o comportamento de capacitores associados a resistores em circuitos alimentados com onda quadrada.
Desenvolvimento prático
Material Utilizado
• Multímetro Digital;
• Resistor;
• Capacitor;
• Placa de circuitos;
• Cabos de ligação;
• Gerador de função;
• Osciloscópio.
Descrição do experimento
 Foi montado um circuito como o da Figura 1 com C = 100nF e R=10kΩ. Foi ajustado no gerador de sinais uma onda quadrada de frequência f = 150Hz. Foi feita os ajustes no osciloscópio para se obter um gráfico parecido com o da figura abaixo:
Foi feito novos ajustes no osciloscópio para aparecer na tela um período completo da onda quadrada, ocupando o maior espaço possível na tela e se medir os valores de t1/2 e do gerador e do capacitor.
Foi feito posteriormente a modificação do circuito aplicando-se uma frequência de 1500 Hz e 15000 Hz. 
Novamente foi feito uma modificação no circuito medindo a ddp do gerador e do resistor conforme o circuito abaixo:
Figura 2- Circuito RC com onda quadrada
E foi obtido no osciloscópio num gráfico conforme abaixo: 
Foi gerado também gráficos para frenquencia de 1500Hz e 15000Hz;
Resultados e discussões 
 Os dados obtidos estão descritos na tabela abaixo:
	
	Amplitude
	V de t1/2 (0,5Vo)
	t1/2
	 ()
	GERADOR
	10V
	5V
	3,250s
	4,689s
	CAPACITOR
	9V
	4,5V
	0,750ms
	1,082ms
Pelo modelo teórico, na condição de carga e descarga do capacitor, =RC = 10000 x 100.10-9 = 1ms.
 As frequências utilizadas, 1500 e 15000 Hz, são bem mais altas e observa-se um comportamento diferente nos gráficos. O período fica com uma escala de tempo muito curta, e o gráfico visualizado parece se linearizar. 
O gráfico obtido pels ddp do resistor e do gerador tem semelhança com o da prática anterior e confere os resultados obtidos.
 
Quando aumenta-se a frequência, os gráficos apresentam o mesmo comportamento, deixando visualmente de ser exponencial e apresenta-se linear devido ao curto tempo de período.
Conclusões
 A partir do experimento realizado, pode-se obter o valor de através do modelo teórico e pelas medidas obtidas no osciloscópio. No roteiro, afirma-se que é aproximadamente 1ms. Comparado ao valor calculado de 1,082ms pode-se concluir que este valor está de acordo com o valor experimental obtido da meia vida, visto que há pequenos erros de aproximações e estimativas dos resultados.
Pode-se compreender também como se comporta os circuitos RC em sinais gerados com frequência muito elevada.