Relatório 2 - Capacitor em Circuito cc

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
ELETRICIDADE E MAGNETISMO
CAPACITOR EM CIRCUITO CC
Cuiabá/MT
Jan/2014
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
ELETRICIDADE E MAGNETISMO
Discentes: Renner Siqueira e Werleson Nery.
Relatório técnico apresentado como requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplina Eletricidade e Magnetismo, no Curso de Engenharia Elétrica, na Universidade Federal de Mato Grosso.
Profº. Walkyria Krysthie Arruda Gonçalves Martins
Cuiabá/MT
Jan/2014
 SUMÁRIO
1	INTRODUÇÃO..............................................................................4
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA .................................................4
3	MATERIAIS UTILIZADOS..........................................................5
4	PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL E RESULTADOS..........5
5	CONCLUSÃO................................................................................7
7 	REFERENCIAS..............................................................................8
INTRODUÇÃO:
. 
 Nesta experiência observamos e analisamos o comportamento da corrente contínua e as situações de carga e descarga de um capacitor, familiarizarmos com a montagem dos instrumentos utilizados na experiência e tivemos a possibilidade de se observar na prática as definições tratadas em sala de aula e a sua aplicação no cotidiano, como princípio de funcionamento de dispositivos elétricos. 
 No segundo experimento, após serem de trabalhadas a definição de capacitância e do que se trata um capacitor, tivemos como objetivo verifica-lo experimentalmente.
Nas aplicações dos conceitos eletromagnéticos existem 3 parâmetros fundamentais que necessitam ser dominados: Capacitância, Resistência e Indutância. Através deste relatório teremos uma visão geral dos parâmetros da Resistência e da Capacitância, estudado em sala de aula e analisado por meio de aula pratica em laboratório. 
 Pretende-se mostrar a relação entre tensão (U), corrente (I) e Resistência (R) verificado em laboratório no qual foi utilizado instrumentos de medições elétricas, pretendemos mostrar também o funcionamento de um, dois ou mais resistores em série e em paralelo. 
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA:
Os capacitores são dispositivos de armazenamento de carga constituído por dois terminais condutores de formas arbitrárias, ou seja, duas placas que são isoladas uma da outra e de sua vizinhança por um dielétrico. 
Um capacitor está carregado quando suas placas obtém cargas iguais e de sinais contrários (resultante = “zero”). O carregamento pode ser realizado conectando as placas aos terminais de uma bateria, promovendo-se assim por um bombeamento dos elétrons da placa positiva para a negativa.
A definição da quantidade de carga que um capacitor pode armazenar se denomina capacitância, qual se pode definir como a razão entre a carga e o módulo da diferença de potencial no capacitor.
A equação acima é exata somente para valores de Q muito maiores que a carga do elétron (e= 1, 602x 10 – 19 C).Por exemplo, se uma capacitância de 1 pF fosse carregada a uma tensão de 1 μV, a equação perderia uma carga Q = 10 -19 C, mas isto seria impossível já que seria menor do que a carga em um único elétron. 
Os capacitores encontram-se em diversos equipamentos, isso pelo fato de sua carga e descarga ocorrerem em um curto período de tempo como por exemplo no flash de uma máquina fotográfica, em teclados de computadores, onde a descarga elétrica ocorrida quando apertamos uma tecla é interpretada pela máquina.
Podemos concluir que a capacitância de um capacitor será determinada pelas suas características geométricas e pelo material isolante entre suas placas. 
MATERIAIS UTILIZADOS:
Fonte de alimentação de tensão contínua;
Dois multímetros;
Dois resistores (R1 e R2) de 100 Ω;
Cronômetro;
Um Capacitor Eletrolítico de 2200 µF;
Cabos.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL E RESULTADOS:
Começamos medindo a resistência dos resistores R1 e R2 com o auxilio de um ohmímetro e obtivemos os valores abaixo:
	Resistência
	Valor [Ω]
	R1
	96,86
	R2
	93,30
	
Logo foi montando o seguinte circuito:
Figura 1 – Circuito montado com os resistores R1 e R2
Em seguida fora comparado o valor da resistência obtida através do ohmímetro com o valor da resistência obtido na tensão do voltímetro dividido pela corrente lida no amperímetro e obtivemos os resultados abaixo:
	E (V)
	I (A)
	R(E/I) (Ω)
	Rohmimetro (Ω) (R1)
	10
	0,102
	98,04
	96,86
	20
	0,205
	97,56
	96,86
	Logo após montamos um circuito com dois resistores associados em série, como na figura abaixo:
Figura2 – Circuito com 2 resistores associados em série
A partir do momento em que a fonte é ligada é possível observar em ambos os circuitos um pico de corrente, qual com o passar do tempo ia diminuindo até quando se estabiliza num valor próximo a 2 A. O que diferencia os acontecimentos é o fato qual para o circuito com as resistências R1 e R2 em série, um tempo maior é levado para que o capacitor seja carregado.
 Comparamos novamente o valor da resistência obtida com o ohmímetro e com o valor da resistência baseado na tensão do voltímetro dividido pela corrente lida no amperímetro, e obtivemos os resultados abaixo para esta associação:
	E (V)
	I (A)
	R(E/I) (Ω)
	Rohmimetro (Ω) (R1+R2)
	10
	0,057
	175,44
	190,13
	20
	0,109
	183,49
	190,13
	Assim observamos que, na associação em série, com a mesma tensão na fonte, a corrente diminui pela metade e a resistência aumenta o dobro de seu valor.
	Por fim, montamos um circuito com dois resistores associados em paralelo, como na figura abaixo:
Figura 3 – Circuito com 2 resistores associados em paralelo	
Comparamos o valor da resistência obtida através do ohmímetro com o valor da resistência baseado na tensão do voltímetro dividido pela corrente lida no amperímetro, no qual obtivemos os resultados abaixo para esta associação:
	E (V)
	I (A)
	R(E/I) (Ω)
	Rohmimetro (Ω) 
	10
	0,206
	48,54
	47,54
	20
	0,418
	47,85
	47,54
	Notamos que na associação em paralelo, mantendo a mesma tensão na fonte, a corrente aumentou o dobro do valor e a resistência reduziu pela metade.
Com o multímetro na função de Voltímetro podemos observar que o comportamento oposto ao que se dava com a corrente. Utilizando apenas a resistência R1 observamos que a diferença de potencial pelo voltímetro aumentava com o carregamento do capacitor, e cessava ao adquirir um valor de 10, 220V, similar ao da fonte. A diferença de medida entre dois equipamentos com tal margem é comum.
	Concluímos, portanto que o objetivo do experimento fora alcançado, ao demonstrar que o valor da resistência de um resistor não depende do valor da tensão na fonte ou da corrente no circuito e concluímos também que existe uma relação matemática no cálculo da resistência onde, para o mesmo resistor, aumentando a tensão, aumentamos a corrente na mesma proporção e, diminuindo a tensão, diminuímos a corrente na mesma proporção, sem modificar o valor da resistência.
CONCLUSÃO:
Os objetivos foram alcançados. Observamos que quando aumenta o valor do resistor simultaneamente ocorre o aumento do tempo de carregamento do capacitor e a corrente inicial também se reduz. 
Como as resistências utilizadas foram de 50, 100 e 200 Ohms o tempo de carregamento foi dobrando. 
O laboratório possibilitou-nos a montagem do primeiro 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. 
REFERENCIAS:
MARTINS, W. K. A. G. Apostila de eletricidade e magnetismo, 2010.
Seu concurso CAPACITORES disponível em: 
http://www.seuconcurso.com.br/fisica/capacitores.htm
HALLIDAY,David;RESNICK, Robert; KRANE, Kenneth S. FISICA 3. 5°Edição. LTC.Rio de Janeiro.2004.
Ebah capacitância disponível em: http://www.ebah.com.br/content/ABAAABMfMAJ/capacitancia
WIRTH, Almir. Eletricidade & Eletrônica Básica. 2°Edição. Editora Alta Books. Rio de Janeiro. 2007.