UNIJORGE – CENTRO UNIVERSITÁRIO JORGE AMADO
CENTRO POLITÉCNICO
ENGENHARIA DA PRODUÇÃO
ADELMO FRAGA
ADRIANO PEREIRA
CAMILlA CALDEIRA
Samuel Coelho
DESCARGA DE CAPACITOR
Salvador
Maio, 2010
PAGE 4
NUMPAGES 10 PAGE 4
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Experimento de Descarga de Capacitor: Análise da Carga e Resistência Elétrica, Notas de estudo de Engenharia de Produção
Relatório de experimento apresentado para avaliação da disciplina física aplicada iii do 3º semestre do curso de engenharia da produção da universidade jorge amado. Descrição do objetivo, teorias básicas, materiais utilizados, procedimento experimental e análise dos dados experimentais para compreender as características da descarga de um capacitor através das resistências internas do multímetro analógico e do voltímetro.
Tipologia: Notas de estudo
Antes de 2010
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UNIJORGE – CENTRO UNIVERSITÁRIO JORGE AMADO
CENTRO POLITÉCNICO
ENGENHARIA DA PRODUÇÃO
ADELMO FRAGA
ADRIANO PEREIRA
CAMILlA CALDEIRA Samuel Coelho
DESCARGA DE CAPACITOR
Salvador Maio, 2010
PAGE 4
NUMPAGES 10 PAGE 4
UNIJORGE – CENTRO UNIVERSITÁRIO JORGE AMADO
CENTRO POLITÉCNICO
ENGENHARIA DA PRODUÇÃO
descarga de capacitor
Relatório de Experimento apresentado para avaliação da Disciplina Física Aplicada III do 3° semestre, do Curso de Engenharia da Produção, do Centro Universitário Jorge Amado, sob orientação do Prof. Clovis Andrade de Almeida.
Salvador Maio, 2010
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 7
ANALISE DOS DADOS EXPERIMENTAIS 8
CONSIDERAÇÕES FINAIS 9
OBJETIVO
Compreender aspectos fundamentais sobre descarga de um capacitor através das resistências internas do multi-teste e do voltímetro analógico e assim mensurar o valor das tensões em função do tempo durante a descarga e visualizando o tempo de recarga do mesmo de acordo com o valor das resistências.
INTRODUÇÃO TEÓRICA
A capacidade de um capacitor armazenar carga elétrica é chamada de capacitância e sua unidade é o Farad. Um capacitor tem um Fared quando armazena um Coloumb ao ser aplicada uma diferença de potencial de 1 Volt.
1 Farad = 1 Coulomb/Volt
A carga de um capacitor pode ser descrita conforme a ilustração abaixo:
O capacitor descarregado inicialmente e a tensão está desconectada com a posição da chave “S” na ilustração. Ao ligar a chave “S” fechando o circuito a tensão irá carregar o capacitor e o que vai determinar a velocidade com que o mesmo será carregado é a tensão interna presente no voltímetro conforme a ilustração.
A descarga de um capacitor acontece quando a chave “S” volta a posição mostrada na ilustração acima e se os seus terminais forem conectados diretamente a descarga irá acontecer quase instantaneamente. Para evitar, conecta-se uma resistência de grande valor para que a mesma ocorra de forma mais lenta, podendo mensurar o potencial do capacitor em função do tempo.
Onde:
Vc = potencial do capacitor no tempo t. V0 = potencial do capacitor no tempo t = 0. R = resistência por onde se produz o processo de descarga. C = capacitância do capacitor.
MATERIAL UTILIZADO
Papel milimetrado com escala logarítmica 02 folhas
Capacitor de valor maior ou igual a 220 μF 01 unidade
Resistência de valor maior ou igual a 10 kΩ 01 unidade
Fio flexível com revestimento vermelho, com terminações tipo banana/jacaré 01 conjunto
Fio flexível com revestimento preto, com terminações tipo banana/jacaré 01 conjunto
Chave liga-desliga 01 unidade
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Conectar o capacitor fixado na placa de conexões em série com o voltímetro representado na figura:
Em seguida mensurar com o voltímetro analógico a queda de tensão em função do tempo enquanto o capacitor descarrega. O capacitor estava recebendo uma d.d.p. de 9V. Como a resistência interna do voltímetro é pequena a descarga do capacitor ocorreu de forma rápida e seus valores depois de trinta segundos forma próximos de zero.
A partir de 40 segundos as tensões enquanto o capacitor descarregava são aproximadamente zero. A tensão de armazenamento no capacitor devido a resistência de 10KΩ foi de 6V.
O potencial inicial do capacitor é o mesmo valor da d.d.p. liberada pela fonte que é de 9V.
Quando se aplica uma d.d.p. o capacitor adquire uma determinada tensão, porem ao desligar a chave ele não se descarrega totalmente fazendo com que a variação dos primeiros 20 segundos seja mais rápida que os últimos 20 segundos.
Valor de V 0 caso a capacitância fosse o dobro:
q = C.V 0
q = 2C.V (^0)
1,98x10-3^ = 2(220)x10-6.V 0
V 0 = 1,98x10-3/440x10 -
V 0 = 4,5x10 -
Quantidade de energia acumulado no capacitor nos tempos:
t = 0 E = 1/2 .C.V² E = 0
t = 20 E = 1/2x220x10-6x(8,32)² E = 7,61446x10-3^ J
t = 40 E = 1/2x220x10-6x(7,70)² E = 6,521x10 -3^ J
t = 80 E = 1/2x220x10-6x(6,55)² E = 4,719x10 -3^ J
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Com base no experimento foi possível observar que o valor da resistência é fundamental para a descarga do capacitor. Quando utilizado o voltímetro analógico a descarga foi rápida por que a resistência interna do mesmo é muito pequena, porem quando utilizado o multi-teste foi possível notar que o capacitor descarrega de forma mais lenta por causa da alta resistência interna do mesmo. Durante o experimento foi observado que quando o capacitor foi colocado em curto com o uso de um fio a descarga foi quase imediata por causa da baixa resistência do fio.
REFERÊNCIAS
[1] Disponível em: < http://ivairsouza.com/capacitor1-site.html>