Relatório 4 - Circuito RC

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Circuito RC – Carga e Descarga 
Francielly Farina dos Santos
Departamento de Tecnologia
Universidade Estadual de Maringá
CEP 87506-370 – Umuarama- PR- Brasil
E-mail ra110546@uem.br
Resumo
O objetivo desse experimento é medir a constante de tempo de um circuito RC nas situações de carga e descarga do capacitor, determinar a resistência efetiva e a capacitância do circuito RC através da constante de tempo.
Introdução 
Muitos dispositivos incorporam circuitos em que um capacitor é carregado e descarregado, alternadamente. Dentre eles estão os marcapassos, semáforos, pisca-piscas automotivos e unidades de flash eletrônico. (SEARS, 2009, p.182) O circuito elétrico característico desses tipos de dispositivos é denominado circuito RC, tais circuitos recebem esse nome por apresentarem em sua estrutura somente uma resistência e um capacitor ligados em série ou em paralelos entre si, alimentados por uma fonte de tensão. Os circuitos RC são usados como temporizadores de sinais, eles controlam quando um determinado dispositivo é acionado ou não. Isso acontece, pois nesses circuitos é possível variar o tempo de sua carga dependendo da capacitância e da resistência usados. Para cada circuito RC existe uma constante de tempo capacitiva. Assim o objetivo do experimento é calcular a constante de tempo para cada o processo de carga e descarga. Quando se associa um capacitor ao circuito elétrico a potência (P) de cada elemento que compõem o mesmo varia, pois . No instante em que a fonte de tensão é ligada, em t=0, a carga Q e a tensão V sobre o capacitor são 0. Aplicando-se a lei das malhas:
 Equação 1
A quantidade RC tem dimensão de tempo e é chamada de constante de tempo capacitiva do circuito e é igual ao tempo necessário para que a carga do capacitor cresça até o valor de equilíbrio. Transformando a equação 1, para que possa fornecer um gráfico linear:
Equação 2
Fazendo um gráfico de versus t obtém-se uma reta cujo coeficiente angular é .
Procedimento Experimental 
O circuito foi montado sob um protoboard, como podemos ver nas figuras abaixo, e todo esse sistema foi ligado a um computador, ou seja, obtivemos os dados de forma automática, através de uma interface que estabeleceu a comunicação entre experimento e o computador utilizado. Utilizamos a interface Pasco, modelo Science Workshop 500, essa interface converte a grandeza física que está sendo medida em sinais analógicos, que são transformados em sinais digitais, que posteriormente são processados pelo computador. Após essa montagem, foi ligado o computador e em seguida a interface. Conectamos um plug do sensor na interface e consequentemente as pontas de prova nos terminais do elemento que medimos. Por fim, executamos o aplicativo.
 
 Figura 1- montagem do circuito Figura 2- montagem do circuito
 
 Figura 3- montagem do circuito
Resultados e Discussão 
Os dados expressos pela interface Pasco estão representados na tabela 1 e na figura 2. 
Tabela 1: tempos e tensões.
	Tempo (s)
	Tensão (V)
	Tempo (s)
	Tensão (V)
	Tempo (s)
	Tensão (V)
	Tempo (s)
	Tensão (V)
	0
	0,2100
	11
	8,1698
	22
	6,2258
	33
	0,4639
	1
	1,4765
	12
	7,9312
	23
	5,2437
	34
	0,3217
	2
	2,7393
	13
	6,5871
	24
	4,0815
	35
	0,2063
	3
	4,6931
	14
	7,9067
	25
	3,2008
	36
	0,2295
	4
	5,5263
	15
	7,0901
	26
	2,5642
	37
	0,1892
	5
	5,0899
	16
	6,7617
	27
	1,8806
	38
	0,1270
	6
	5,6758
	17
	7,8933
	28
	1,3556
	39
	0,0757
	7
	5,5086
	18
	6,1971
	29
	1,1274
	40
	0,0543
	8
	6,4638
	19
	8,4280
	30
	0,9210
	41
	0,0330
	9
	5,7076
	20
	7,8036
	31
	0,6769
	
	
	10
	7,6962
	21
	6,6945
	32
	0,6122
	
	
Figura 4: gráfico da tensão pelo templo feito pela interface
Com esses dados, utilizando 5V para potencial ɛ, definimos os valores de ln para as tensões, e montamos o seguinte gráfico 
 
Figura 5- gráfico referente aos valores obtidos pelo experimento.
Assim, pode-se perceber que o capacitor experimental tem valor de : , mas o valor do capacitor teórico e , ou seja, houve erros no experimento como, arredondamentos, valor da tensão incorreto devido a variação da fonte, entre outros.
Conclusão
Após a realização da prática experimental, pode-se mostrar a discrepância entre o valor teórico e o valor experimental do capacitor e consequentemente notar que houveram erros no experimento como, o valor da tensão estar incorreto, e alguns arredondamentos no cálculo. 
Referências
YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, Roger A.; Física III: eletromagnetismo. 12. Ed. São Paulo: Pearson, 2009.
HALLIDAY, David, RESNICK, Robert. Fundamentos de Física, 3ed., Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, Editora S.A, 1993. V.03.