Circuito RC - Exercicio - Engenharia Eletrica, Exercícios de Engenharia Elétrica. Universidade Federal de Alagoas (UFAL)
Ronaldinho890
Ronaldinho8904 de Março de 2013

Circuito RC - Exercicio - Engenharia Eletrica, Exercícios de Engenharia Elétrica. Universidade Federal de Alagoas (UFAL)

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Descrição
Apostilas e exercicio de engenharia elétrica sobre o estudo das curvas de carga e descarga de um Capacitor, através do Estudo experimental de um resistor ôhmico conectado em série.
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Um Circuito RC é um circuito com um resistor e um capacitor . A corrente neste circuito circula num só sentido, mas valores variam com o tempo. Um exemplo prático de circuito RC é o de uma lâmpada de flash de maquina fotográfica. Neste circuito uma bateria carrega um capacitor através de um resistor em série. Depois de carregado, o capacitor descarrega através da lâmpada, produzindo o clarão que ilumina a cena. Logo depois, o capacitor é recarregado e o procedimento se repete. Com as regras de Kirchhoff é possível ter as equações de carga Q e da corrente I em função do tempo, na

carga e na descarga de um capacitor através de um resistor | |

O circuito RC mais simples é aquele constituído por um capacitor inicialmente carregado com uma tensão V0 descarregando sobre um resistor. A lei das malhas de Kirchhoff aplicada ao circuito nos fornece

VC(t) = i(t)R | |

Acorrente no Resistor é devido a carga que sai do capacitor. No Sistema Internacional de Unidades (S.I.), a unidade de capacitância é o Farad.

2. OBJETIVO

Obter as curvas de carga e descarga de um Capacitor, através do Estudo experimental de um resistor ôhmico conectado em série.

3. MATERIAL UTILIZADO

Capacitor de 5000 µF Resistor de 10 kΩ

Chave conectora unipolar de duas posiçoes

Fontes de alimentação

Multímetros

Cronômetro

Cabos para conexões

Neste laboratório estudamos um circuito RC – Resistor e Capacitor, e observamos o processo de carga e descarga; O capacitor é o elemento de circuito que armazena energia elétrica num campo eletrostático; Damos o nome de descarga ao processo de dissipação da energia contida

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nele; A capacitância é uma grandeza que indica a capacidade que o capacitor tem de armazenar energia e é definida por C= q/V, onde V é a diferença de potencial aplicada em suas extremidades e q a carga acumulada.

Uma das utilidades do capacitor é ele armazena energia de forma relativamente lente e a dissipá-la rapidamente.

A figura abaixo mostra esquematicamente o circuito utilizado em sala de aula.

Quando a chave está em a ocorre o processo de carga do capacitor e aplicando a lei das malhas temos tal equação: (1).

Quando a chave está em b temos o processo de descarga do capacitor e novamente aplicando a lei das malhas temos tal equação: (2).

Após resolvemos as equações de carga e descarga (1 e 2) vemos que:

e , logo é possível observar que carga e corrente variam com o tempo.

. PROCEDIMENTO ESPERIMENTAL

Um capacitor de 5000 µF foi ligado em série com um resistor de 10 kΩ e o circuito ligado a um gerador ajustado para 20V, controlado por uma chave liga/desliga ,unipolar de duas posiçoes como ilustrado

Desenho do caderno

Em seguida, com auxílio de um cronômetro, o tempo de carga do capacitor foi determinado. Isso foi feito ligando-se a chave 1 na posição L1 e a cave 2 na posição 0 .

Mediu-se a voltagem do capacitor em um intervalo de tempo de 10 em 10 segundos como segue tabela abaixo

Tabela carregamento Vc

No mesmo processo de carreamento com o mesmo intervalo de tempo foi medido a voltagem do resistor como segue a tabela :

Tabela carregamento Vr

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E medido e anotado os valores da corrente no sistema :

Tabela corrente carregamento

A segunda parte desse experimento foi descarregar o capacitor lentamente com o auxilio do resistor mediu-se com o mesmo intervalo de tempo, de 10 em 10 segundos, obteve-se os seguintes resultados:

Obs: para o seguinte descarregamento as chaves tiveram suas posições alteradas ficando assim a chave 1 na posição L2 e a chave 2 na posição 0

Para a voltagem do capacitor obteve-se o resultado a seguir :

Tabela Vc descarregamento

com o auxilio de mais dois integrantes da equipe foi observado simultaneamente a voltagem do resistor como segue em anexo :

Tabela do resistor descarregamento

E observado também a corrente do descarregamento

Tabela da corrente do descarregamento

A critério de curiosidade foi alterado as posições das chaves colocado então a seguinte formação : chave 1 na posição 0 e chave 2 na posição 1 para um descarregamento instantâneo do capacitor onde nada deu para ser medido, e também a configuração da chave 1 na posição 0 e a chave 2 na posição 2 para um carregamento instantâneo.

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RESULTADOS

Os resultados obtidos graficamente a partir das tabelas anteriores são :

GRAFICOS

6. CONCLUSÃO

também a descarga decresce exponencialmente | |

Devido aos experimentos realizados no laboratório foi possível obter conhecimentos sobre como ocorre à carga e a descarga dos capacitores e vimos que os gráficos de ddp em função do tempo experimentais possuem uma semelhança muito boa com os gráficos de ddp em função do tempo teóricos, tanto para carga quanto para descarga de um capacitor. Percebemos também que a carga de um capacitor cresce, exponencialmente, assim como Observando os gráficos teóricos e experimentais podemos concluir que o experimental foi realizado com sucesso.

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