Relatório - Circuito RC _ Passei Direto

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Impresso por Fabiana 1, CPF 113.572.516-02 para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não
pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 31/05/2021 11:10:01
Circuito RC 
Gustavo G. Fávero 
Mathias Thelen 
Maurício Kesrwani 
Rodrigo Queiroz 
 
Núcleo de Física Universidade Tecnológica Federal do Paraná –
Av. Brasil, 4232, Independência, Medineira, Paraná 
e-mail: elizandrasehn@hotmail.com 
 
Resumo. Um circuito RC é formado por um resistor e um capacitor, e o seu funcionamento é um 
do mais simples se levarmos em conta os filtros eletrônicos. Os dois componentes podem estar 
ligados tanto em série, quanto em paralelo. E são alimentados por uma fonte de tensão. Quando 
um circuito é ligado, há um período de transição, durante o qual a corrente e a queda de tensão 
variam de um valor inicial até um valor final em todos os elementos. Depois deste período de 
transição, chamado transiente, o circuito é dito estar em regime estacionário. Observaremos esse 
fenômeno mais adiante. 
Palavras chave: Circuitos. Resistor. Capacitor. 
 
Introdução 
 Capacitor é um dispositivo de circuito 
elétrico que tem como função armazenar cargas 
elétricas e consequente energia eletrostática, ou 
elétrica. Ele é constituído de duas peças condutoras 
que são chamadas de armaduras. Entre essas 
armaduras existe um material que é chamado de 
dielétrico. Os capacitores são utilizados nos mais 
variados tipos de circuitos elétricos, nas máquinas 
fotográficas armazenando cargas para o flash, por 
exemplo. Eles podem ter o formato cilíndrico ou 
plano, dependendo do circuito ao qual ele está 
sendo empregado. 
 Quando há a junção de capacitor com 
resistor, temos um circuito elétrico denominado 
RC. E para uma melhor compreensão, vamos 
analisar o seguinte circuito: 
Figura 1: Circuito RC. 
 
 Quando a chave está na posição 2, o 
capacitor se encontra descarregado. Porém, quando 
a chave muda para a posição 1, o capacitor começa 
a carregar até atingir uma carga máxima. 
 Fazendo a analise do circuito pela Lei de 
Kirchhoff, temos: 
 Chave em 1: 
E + V + V = 0 R C
      


  
Porém, 
  

 
 
Portanto, 


 
  

  
 


  
Chave em 2: 
          


   
Portanto, 
 


 
  

  
   
Reescrevendo (2), 


   

 
 
Fazendo a integral de ambos os lados, 
 
Então para descarga, 
Q’ = Q – EC 
E para carga devemos fazer a seguinte substituição em 
(1), 
 
Portanto, 
 
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 No instante t=0 a carga será nula, então, 
Q’ (t=0) = - E C
 
As correntes de carga e descarga são 
respectivamente, 
 
 
E a constante de tempo do circuito RC é dada por, 
 
Procedimento Experimental 
Materiais Utilizados 
 Os materiais utilizados durante a prática 
foram: multímetro, fontes de tensão, resistor, cabos, 
chave liga-desliga, capacitor, cronômetro e placa de 
bornes. 
 
Procedimento 
1ª Parte: Análise da ddp no Capacitor em seu 
Processo de Carga e Descarga. 
1 – Utilizou-se um resistor de 560 KΩ e um 
capacitor de 220 µF para montar o circuito 
conforme a Figura 2. A chave liga-desliga está 
inicialmente na posição desligada; 
Figura 2: Esquema do circuito RC no 
processo de carga. 
 
2 – O capacitor foi descarregado 
completamente com o auxílio de um condutor 
(placa de bornes); 
 
3 O multímetro foi colocado em paralelo –
com o capacitor. Ele foi ajustado na função 
voltímetro e regulado na escala de 20 V; 
 
4 A fonte foi ligada e ajustada para 10 V –
mantendo a chave li -desliga na posição ga 
desligada; 
 
5 – A chave o cronômetro foram acionados e 
simultaneamente. Os valores de tensão lidos pelo 
multímetro durante o processo de carga do 
capacitor foram anotados na Tabela 1; 
 
6 – A corrente elétrica no circuito no processo 
de carga foi calculada através da Lei de Ohm   

; 
 
7 – A chave liga-desliga foi alterada para a 
posição desligada e em seguida a fonte foi zerada; 
 
8 – A chave e o cronômetro foram acionados 
simultaneamente. Os valores de tensão lidos pelo 
multímetro durante o processo de descarga do 
capacitor foram anotados na Tabela 2; 
 
2ª Parte: Análise da ddp no Resistor nos Processos 
de Carga e Descarga do Capacitor. 
9 O capacitor foi descarregado –
completamente com o auxílio de um condutor (placa 
de bornes); 
10 – O circuito foi montado de acordo com a 
Figura 3. A chave liga-desliga está inicialmente na 
posição desligada; 
Figura 3: Esquema do circuito RC no 
processo de descarga. 
 
11 – O multímetro foi colocado em paralelo 
com o resistor. Ele foi ajustado na função voltímetro e 
regulado na escala de 20 V; 
 
12 – O circuito foi montado de acordo com a 
Figura 3. A chave liga-desliga está inicialmente na 
posição desligada; 
 
13 – A fonte foi ligada e ajustada para 10 V 
mantendo a chave liga-desliga na posição desligada; 
 
14 – A chave e o cronômetro foram acionados 
simultaneamente. Os valores de tensão lidos pelo 
multímetro, no resistor, durante o processo de carga 
do capacitor foram anotados na Tabela 1; 
 
15 – A corrente elétrica no circuito no processo 
de carga foi calculada através da Lei de Ohm   

; 
 
16 – A chave liga-desliga foi alterada para a 
posição desligada e em seguida a fonte foi zerada; 
 
17 – A chave e o cronômetro foram acionados 
simultaneamente. Os valores de tensão lidos pelo 
multímetro, no resistor, durante o processo de 
descarga do capacitor foram anotados na Tabela 2; 
 
 
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Resultados e discussões 
 
1) Calcule o valor teórico da corrente usando a Lei 
de Ohm e compare com o valor calculado através 
dos dados das tabelas 1 e 2, calculando o desvio 
percentual da corrente inicial. 
 
A corrente teórica é dada por: 
 


    
 
 
  

 
 
 
  
 
    
. 
2) Qual o valor e a respectiva unidade da constante 
de tempo RC? 
A constante de tempo é igual ao tempo necessário 
para que a carga do capacitor cresça de um fator de 1 
para 1 e que é aproximadamente 63% da carga de 
equilíbrio do capacitor. 
 
            
   
 
3) Demonstre quanto maior que a constante RC é 
o tempo que devemos esperar, após ter ligado um 
circuito RC, para que a carga do capacitor atinja 99 % 
do valor de equilíbrio? 
 
A constante de tempo é: (1)    
 
Sabe-se que: 
       
e 
       

  (3) 
 
De (2) em (3): 
 
         

  
 
     

 
 


   
 


 
            
 
Dividindo por (1): t
 


   

 
    
 
 


   
 
Isso mostra que o tempo que devemos esperar é 4,6 
maior que a constante de tempo. 
4) Construa os gráficos i x t, V x t e V x t, na carga R C
e descarga do capacitor. 
Na carga: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4: Gráfico no processo de carga do i x t 
capacitor 
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Figura 5: Gráfico no processo de carga Vr x t 
do capacitor 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6: Gráfico no processo de carga Vc x t 
do capacitorNa descarga: 
 
 
 
 
 
 
Figura 7: Gráfico no processo de i x t 
descarga do capacitor 
 
 
 
 
 
 
Figura 8: Gráfico no processo de Vr x t 
descarga do capacitor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 9: Gráfico no processo de Vc x t 
descarga do capacitor 
Conclusão 
 No processo de carga de um capacitor ocorre 
um aumento em escala logarítmica na sua carga, ou 
seja, no início aumenta bruscamente e após algum 
tempo tende a se estabilizar. O mesmo ocorre no 
processo de descarga do capacitor. Analisando os 
resultados do experimento, concluiu-se que à medida 
que o capacitor carrega-se, a corrente no resistor 
diminui. Neste instante o capacitor está 
completamente carregado. Na descarga ocorre a 
inversão do sentido da corrente, conforme os gráficos 
do Ex. 4. Logo, o experimento é congruente com a 
teoria para a carga e descarga do capacitor. 
 
Referências 
[1] Halliday, D.; Fundamentos de Física, Vol. 
3: Eletromagnetismo; 8º Edição; Rio de Janeiro; LTC; 
2011.