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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ
Física Experimental III
IFQ/FIS413
2o Semestre/2015
EXPERIÊNCIA 4: CAPACITÂNCIA E CAPACITORES
OBJETIVOS:
(i)
(ii)
(iii)
Fazer medidas de carga e descarga de um capacitor.
Determinar a capacitância de um capacitor.
Estudar a associação de capacitores em série e em paralelo.
MATERIAL UTILIZADO:
-
Fonte de tensão (0 a 50 V)
Multímetro digital
Capacitores de 1000 F e 470 F
Resistor
Cronômetro
Placa de conexão
Conectores
Cabos de conexão
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL:
PARTE A: CAPACITOR DESCARREGANDO
(i)
(ii)
(iii)
(iv)
(v)
Ligue a fonte de tensão em série à chave e ao capacitor de C=470 F. Conecte o resistor de 120 k
em paralelo com o capacitor e o voltímetro em paralelo a ambos. Meça, com o ohmímetro, a
resistência do resistor dado e anote o valor encontrado.
OBS.: O voltímetro medirá ao mesmo tempo a tensão e a corrente de descarga.
Ligue a fonte de tensão com a chave fechada. A tensão da fonte deve ser de 10,00 V. Abra a
chave (considerando este instante como t = 0 s). Faça medidas de tensão para cada intervalo
T = 15 s, até 10T. OBS: Use a tecla hold do
multímetro para facilitar a leitura das medidas.
Repita esse procedimento para o capacitor
de C=1000 F com T = 30 s.
V
Repita o procedimento para a combinação
C
R
E
de capacitores em paralelo com T = 45 s.
Repita o procedimento para a combinação
de capacitores em série com T = 10 s.
PARTE B: CAPACITOR CARREGANDO
Conecte agora o resistor de 120 k em série com o capacitor e com a fonte de tensão. A chave
deverá ficar em paralelo com o capacitor e o voltímetro em paralelo com o resistor. Ligue a fonte
com a chave fechada. Abra a chave (instante t = 0 s). Faça o análogo ao que foi feito na Parte A
do procedimento experimental (todos os itens).
GUIA PARA EXECUÇÃO DO RELATÓRIO:
(i)
( ii )
( iii )
( iv )
(v)
( vi )
Faça tabelas contendo a tensão do capacitor e a corrente (de descarga e carga para as Partes A e
B do procedimento experimental, respectivamente) para todas as medidas efetuadas.
Determine a carga por integração da corrente no intervalo de tempo (0,10T), isto é, obtenha a
área sob a curva experimental da corrente versus tempo no intervalo (0,10T). (Não use qualquer
fórmula teórica para isso.)
Encontre experimentalmente as capacitâncias dos capacitores e de suas associações (série e
paralelo) pela relação C = Q / V. Obviamente, Q e V obtidos experimentalmente em (i) e
(ii).
Encontre o valor mais provável de cada capacitância pela média dos valores obtidos nas Partes A
e B do procedimento experimental. Em outras palavras, tome a média dos resultados obtidos em
(iii) para a situação de carga e descarga dos capacitores e suas associações (série e paralelo).
Compare os resultados das capacitâncias encontradas em (iv) com aqueles valores fornecidos
pelo fabricante e os obtidos das fórmulas teóricas para combinações dos capacitores em série e
em paralelo.
Explique qualitativamente os processos de carga (Parte A) e de descarga de um capacitor
(Parte B).