Circuito RC-Tempo

Universidade Católica de Brasília - Curso de Física
01- TÍTULO
Descarga de um capacitor
02- OBJETIVOS
Determinar a constante de descarga de um capacitor.
Construir a curva característica de descarga de um capacitor.
03- INTRODUÇÃO TEÓRICA
Um capacitor é um componente eletrônico que permite que se armazene energia
potencial num campo eletrostático.
Um capacitor convencional é o capacitor de placas paralelas, formado por duas
placas condutoras, paralelas de área A, separadas por uma distância d, conforme mostra
a Figura 1.
Podemos dizer que um capacitor está carregado se suas duas placas tiverem
cargas iguais q, mas com sinais opostos. Observe que q não é a carga total do capacitor,
mas sim a carga em cada placa. Uma maneira para se carregar um capacitor é ligar
momentaneamente suas placas aos terminais de uma bateria. As placas são condutoras,
logo são superfícies equipotenciais. Existe entre as duas placas uma diferença de
potencial definida e com valor absoluto V, que não é o potencial em cada placa, mas sim
a diferença de potencial entre as placas.
A capacitânca de um capacitor qualquer é definida como:
C = q/V.
Onde q é a carga em cada placa e V a diferença de potencial entre as placas.
A unidade de capacitância (SI) é coulomb/volt, que também é conhecida como F
(Farad). Farad é uma unidade muito grande logo é muito comum encontramos
submúltiplos, como microfarad (1µF = 10-6 F) e o picofarad (1pF = 10-12 F).
Vamos discutir em seguida a descarga de um capacitor através de um resistor,
para isto observe o circuito montado na Figura. 2.
Quando a chave for ligada, o capacitor se carrega sendo sua carga final
determinada pelo valor de C. Se desligarmos a chave, o capacitor, então carregado, irá
se descarregar através da resistência R .
Sabemos que, estando a chave desligada e o capacitor se descarregando, a
diferença de potencial a que ele fica sujeito será dada por :
V = V0e− t / RC
poderemos lançar mão da propriedade acima, seja para medir C ou R.
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04- MATERIAL NECESSÁRIO
-Capacitor
-Cronômetro
-Fonte de alimentação contínua
-Multímetro
-Fios para conexões-Chave liga-desliga
05- PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
5.1 Monte o circuito correspondente a Figura 2 e anote o valor de R e C.
5.2 Ligue a fonte e deixe o capacitor se carregar até uma tensão V0 pré
estabelecida por você ( da ordem de 12 V).
5.3 Desligue a chave e meça o tempo para que a tensão cair de 1 V.
5.4 Religue a chave para o capacitor se carregar novamente até V0.
5.5 Desligue a chave e meça o tempo para a tensão cair de 2 V.
Assim sucessivamente , faça várias medida e complete a tabela a seguir.
5.6 Repita as medidas mais uma vez.
06- ANÁLISE DOS RESULTADOS
6.1 Usando um papel milimetrado, trace o gráfico V X t . Qual o tipo de
comportamento que você observa?
6.1 Usando um papel milimetrado, trace o gráfico ln(V0/V) X t e determine a
declividada da reta (1/RC).
6.2 De posse do valor de R (resistência) e do capacitor utilizado em seu
experimento ( C ), determine o valor RC.
6.3 Compara o valor de RC obtido a partir do gráfico, com o valor encontrado
no item anterior, calculando o erro percentual.
V(volts)
t(s)
t(s)
tmédio(s)
1
ln (V0/V)
tmédio(s)