Relatório 4 - Capacitores

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Universidade Federal de Mato Grosso 
FACULDADE DE ARQUITETURA, ENGENHARIA E TECNOLOGIA 
RELATÓRIO 
 
Disciplina: Física Geral e Experimental III 
Professor: Carlos M. Sánchez Tasayco 
 
 
 
CAPACITORES EM SÉRIE E EM PARALELO 
 
 
 
 
 
 
 
 
Graduandos: HELOISA SOUZA DE OLIVEIRA; LUCAS SAMPAIO FARINA; 
 LUCIANO CABERLIN ARAUJO; RENNER SIQUEIRA FRANÇA 
 
CUIABÁ, MATO GROSSO 
2014 
 
 
I – OBJETIVOS. 
 
O objetivo deste experimento é apresentar elementos básicos constituintes de um 
circuito elétrico simples, possibilitando após medições calcular a carga acumulada nos 
capacitores, calcularemos também a capacitância equivalente para as associações em série e 
paralelo de capacitores e verificar a distribuição da tensão e da corrente nessas associações. 
 
II – INTRODUÇÃO TEÓRICA. 
 
Em seguida estão definidos conceitos físicos como: associação de capacitores em série e 
associação de capacitores em paralelo. 
 
II-1)Associação de capacitores em série 
 
Na associação em série (figura 1.1), as cargas acumuladas nas placas de todos os capacitores 
são iguais, porque a carga que vai para a placa de um capacitor veio da placa de outro capacitor. 
 
Figura 1.1: Associação em série 
 
 Estamos supondo que os capacitores estavam descarregados quando o circuito foi 
montado, por tanto: 
q = q1 = q2 
q = VCeq 
 
onde Ceq é a capacitância equivalente, q é a carga em cada um dos capacitores e V é a tensão 
total aplicada à associação. Então podemos escrever: 
 
V1 = q/C1 
V2 = q/C2 
V3 = q/C3 
 
Mas o potencial total é a soma dos potenciais parciais: 
 
V = V1 + V2 + V3 = q/C1 + q/C2 + q/C3 
V = (1/C1 + 1/C2 + 1/C3) 
 
II-2) Associação de capacitores em paralelo 
 
Neste tipo de associação o potencial é o mesmo entre as placas de todos os capacitores, 
figura 1.2: 
V = V1 = V2 = V3 
 
 
Figura 1.2: Associação em paralelo 
 
 Agora, a carga total, q, do capacitor equivalente é a soma das cargas de cada um dos 
capacitores: q = q1 + q2 + q3. 
 
Usando a relação entre carga, tensão e capacitância, temos: 
 
q = VCeq = V1C1 + V2C2 + V3C3 = V(C1 + C2 + C3) 
 
Portanto: 
 
Ceq = C1 + C2 + C3 
 
Tabela 01. Quantidade 
Materiais e equipamentos 
Fonte de corrente contínua 01 
Multímetro analógico 01 
Capacitores eletrolíticos de 1000µF 03 
Cabos banana-banana 
Conectores 
 
 
III – PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
III-1) Associação em série 
 
Ajustamos a fonte para 10V (repetimos para 8V e 5V), carregamos os capacitores 
separadamente, após estarem carregados, montamos eles em série, conectamos os capacitores 
entre si e os conectamos à fonte, em seguida com o multímetro na escala de 200-DCV 
medimos as tensões em cada capacitor e anotamos os valores, com esses dados calculamos a 
carga acumulada, a carga total e a Ceq. 
 
III-2) Associação em paralelo 
 
Assim como na associação em série ajustamos a fonte para 10V (repetimos para 8V e 
5V), carregamos os capacitores separadamente, após estarem carregados, montamos eles em 
série, conectamos os capacitores entre si e os conectamos à fonte, em seguida com o 
multímetro na escala de 200-DCV medimos as tensões em cada capacitor e anotamos os 
valores, com esses dados calculamos a carga acumulada, a carga total e a Ceq. 
 
IV – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS. 
 
IV-1) QUESTÕES 
 
1- Qual é a relação entre a carga total e a carga acumulada em cada capacitor? 
 
R= A carga total é a soma das cargas dos capacitores, ou seja, a soma das cargas acumuladas é 
a carga total. 
2- As tensões são iguais ou diferentes para os capacitores em série é igual àtensão nominal da 
fonte 10V? 
 
R= São diferentes sim, a tensão nos extremos é igual à tensão nominal. 
 
3- A capacitância aumenta ou diminui neste tipo de associação? 
 
R= A capacitância permanece a mesma. 
 
Associação de capacitores em série e em paralelo (10V) 
 Diferença de potencial (V) Capacitância (µF) Carga (µC) Capacitância Equivalente 
Série V1 = 4,9 V C1 = 1000 µF Q1 = 4900 µC Ccalculada = 1000 µF 
Série V2 = 5,1 V C2 = 1000 µF Q2 = 5100 µC 
Série V = 10 V Ceq = 1000 µF Q3 = 10000 µC C = q/V = 1000 µF 
Paralelo V1 = 10 V C1 = 1000 µF Q1 = 10000 µC Ccalculada = 2000 µF 
Paralelo V2 = 10 V C2 = 1000 µF Q2 = 10000 µC 
Paralelo V = 10 V Ceq = 2000 µF Q3 = 20000 µC C = q/V = 2000 µF 
 
 
Associação de capacitores em série e em paralelo (8V) 
 Diferença de potencial (V) Capacitância (µF) Carga (µC) Capacitância Equivalente 
Série V1 = 4,0 V C1 = 1000 µF Q1 = 4000 µC Ccalculada = 1000 µF 
Série V2 = 4,0 V C2 = 1000 µF Q2 = 4000 µC 
Série V = 8 V Ceq = 1000 µF Q3 = 8000 µC C = q/V = 1000 µF 
Paralelo V1 = 8 V C1 = 1000 µF Q1 = 8000 µC Ccalculada = 2000 µF 
Paralelo V2 = 8 V C2 = 1000 µF Q2 = 8000 µC 
Paralelo V = 8 V Ceq = 2000 µF Q3 = 16000 µC C = q/V = 2000 µF 
 
 
Associação de capacitores em série e em paralelo (6V) 
 Diferença de potencial (V) Capacitância (µF) Carga (µC) Capacitância Equivalente 
Série V1 = 2,9 V C1 = 1000 µF Q1 = 2900 µC Ccalculada = 1000 µF 
Série V2 = 3,1 V C2 = 1000 µF Q2 = 3100 µC 
Série V = 6 V Ceq = 1000 µF Q3 = 6000 µC C = q/V = 1000 µF 
Paralelo V1 = 6 V C1 = 1000 µF Q1 = 6000 µC Ccalculada = 2000 µF 
Paralelo V2 = 6 V C2 = 1000 µF Q2 = 6000 µC 
Paralelo V = 6 V Ceq = 2000 µF Q3 = 12000 µC C = q/V = 2000 µF 
 
 
 
V – CONCLUSÕES 
 
 
Os objetivos foram alcançados. Observamos que quando alteramos a tensão o valor da 
carga também foi alterado. O tempo de carregamento do capacitor foi o mesmo nas três tensões 
aplicadas (10V, 8V e 6V). 
 O laboratório possibilitou-nos a montagem do circuito elétrico, mesmo que simples, 
possibilitou também observar durante carregamento de um capacitor o comportamento das 
grandezas de corrente e tensão elétrica, anteriormente explicada em sala. 
 
 
VI – REFERÊNCIAS BILIOGRÁFICAS 
 
1- HALLIDAY, David, RESNICK, Robert. Fundamentos de Física, 3ed., Rio de Janeiro: 
Livros Técnicos e Científicos, Editora S.A, 1993. V.03, p.115-125. 
2- Roteiro da prática: Superfícies equipotenciais. Departamento de Física – Instituto de 
Física, Universidade Federal de Mato Grosso, 2014 – Carlos Tasayco. 
3- PAULI –Ronald Ulysses – Física 4 – Eletricidade e Magnetismo – Editora E.P.U p. 127, 
1980. 
4- NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de Física Básica 3. 1. ed. São Paulo: 
Blücher,1997.