Circuitos RC - CC

unesp
UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA
“JÚLIO DE MESQUITA FILHO”
Campus de Bauru
1144 A/B - Laboratório de Física Geral IV
Prof. Beto Grandini
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CIRCUITO RC - CORRENTE CONTÍNUA
OBJETIVOS:
Verificar experimentalmente as características dos elementos de circuitos RC, alimentados
com tensão contínua. Determinar a constante de tempo do circuito.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL:
Com a chave K1 na posição 1 e a chave K2 desligada, o circuito da figura é equivalente
ao circuito para estudar a carga do capacitor.
2
K1
R
C
1
K2
1
2
No instante em que a chave K1 (inicialmente aberta) é colocada na posição 1, a
corrente de carga adquire instantaneamente o valor I0 = E / R, mas, devido a inércia mecânica,
o ponteiro do galvanômetro não pode mover-se com rapidez suficiente para dar esta indicação
inicial.
Com a finalidade de evitar o inconveniente descrito acima, foi instalada no "kit" a
chave K2. Após ser montado o circuito, com as duas chaves abertas e o capacitor
descarregado, a chave K2 deve ser ligada na posição 1.
Então, ao se fechar K1 também na posição 1, o capacitor continuará descarregado, mas,
através da resistência do galvanômetro, passará uma corrente de intensidade constante igual a
E/R.
Esta é exatamente a corrente de carga do capacitor no instante t=0. A corrente de carga
do capacitor só se inicia quando a chave K2 for aberta. Nestas condições é possível o
galvanômetro dar a marcação correta.
Com a chave K2 na posição 2 e a chave K1 desligada, o circuito é equivalente àquele
usado para se estudar a corrente de descarga do capacitor carregado. As dificuldades de
medida da corrente no instante inicial são as mesmas encontradas nas medidas de corrente de
carga do capacitor. Depois de carregado o capacitor, com K2 aberta, abre-se a chave K1. Em
seguida, fecha-se K2 e K1 na posição 2. Nessas condições, o capacitor continua carregado ao
mesmo tempo que uma corrente de intensidade igual e sentido oposto à corrente de carga
passa permanentemente através do galvanômetro. Quando se abre a chave K2, inicia-se uma
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corrente de descarga através do capacitor e sua intensidade pode ser medida pelo
galvanômetro desde o início.
Feitas estas considerações preliminares, vamos à experiência:
1. Ligue no "kit" que você recebeu a fonte de corrente contínua e o galvanômetro. Peça
ao professor para conferir suas ligações.
2. Colocando a chave K2 na posição 1, você estará pondo em curto circuito os terminais
do capacitor, descarregando-o. Faça este procedimento várias vezes, a fim de garantir
que o capacitor realmente esteja descarregado. Não coloque a chave K2 na posição 2.
3. Peça ao professor para ligar a fonte de tensão.
4. Mantendo K2 aberta e operando apenas a chave K1, carregue e descarregue o capacitor
algumas vezes, notando a dificuldade de se medir a corrente sem o auxílio da chave K2.
5. Feche as chaves K1 e K2 na posição 1 e efetue a leitura do valor inicial da corrente,
anotando seu valor. Calcule teoricamente o valor da corrente. Compare os valores
teórico e experimental e calcule o desvio relativo das medidas.
6. Abra a chave K2 e dispare o cronômetro, fazendo pelo menos seis medidas de corrente
e tempo. Com estes dados, construa uma tabela na folha de relatório. Repita mais duas
vezes este procedimento.
7. Com o valor médio de cada tempo, construa um gráfico da corrente de carga em
função do tempo em escala linear.
8. Repita os itens de 5 à 7 para a descarga, isto é, estando agora as chaves K1 e K2 na
posição 2. Construa o gráfico no mesmo sistema de eixos.
9. Terminadas as operações, descarregue o capacitor e desligue o circuito.
10. Calcule a constante de tempo do circuito.
11. Como você pode obter a constante de tempo a partir do gráfico em escala linear?
12. Compare com o valor obtido no item 10 e calcule o desvio percentual.
13. Agora, utilizando escala logarítmica, construa o gráfico da corrente em função do
tempo.
14. Como você pode obter a constante de tempo a partir deste gráfico?
15. Compare com o valor teórico obtido no item 10 e calcule o desvio percentual.
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Nome: _____________________________________________
Curso: ___________________________________
RA: ______________
Data: ___/ ___/ ______
RELATÓRIO 8 – CIRCUITO RC CORRENTE CONTÍNUA
Tensão utilizada:
_________________
Corrente medida:
_________________
Corrente teórica:
_________________
Desvio:
_________________ %
Constante de Tempo (τ):
● Carga:
I(
)
t(
)
t(
)
t(
)
tm (
)
● Descarga:
I(
)
t(
)
t(
)
t(
)
tm (
)
_________________
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● Como você pode obter a constante de tempo a partir do gráfico em escala linear?
Io: ___________
t: ___________
Desvio: __________%
● Como você pode obter a constante de tempo a partir do gráfico em escala logarítmica?
Io: ___________
t: ___________
Desvio: __________%
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● Que sugestões você daria para que o experimento fosse melhorado?