Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Prepare-se para as provas
Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Prepare-se para as provas com trabalhos de outros alunos como você, aqui na Docsity
Encontra documentos específicos para os exames da tua universidade
Prepare-se com as videoaulas e exercícios resolvidos criados a partir da grade da sua Universidade
Responda perguntas de provas passadas e avalie sua preparação.
Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Relatório da prática de capacitores da disciplina de Laboratório de Eletricidade
Tipologia: Trabalhos
1 / 14
Esta página não é visível na pré-visualização
Não perca as partes importantes!
Universidade Federal do Ceará – UFC Centro de Ciências Departamento de Física Disciplina de Laboratório de Eletricidade Semestre 2020.
Aluno (A): Maria Clara Rodrigues Lobão Curso: Engenharia de Telecomunicações Matricula: 470645 Turma: 01 Professor (A): Francisléia Silva Data de realização da prática: 09 /03/ Horário de realização da prática: Das 10h às 12h 16 /03/
3. Introdução O capacitor é um elemento utilizado em circuitos elétricos que possui a propriedade de armazenar energia a partir do acúmulo de cargas. Ele pode aparecer no formato plano ou cilíndrico, e é formado por duas placas metálicas chamadas de armaduras, com um dielétrico entre elas. Imagem 3 .1. Capacitor Plano. Fonte: A capacitância (C) é a capacidade que esse elemento tem de armazenar cargas por unidade de tensão, e é medida em farad (F), representando Coulomb por Volt: 𝑪 =
Como o farad é uma unidade muito grande, as capacitâncias são medidas em unidades de grandezas menores, como o microfarad (μF), o nanofarad (nF) e o picofarad (pF), nas ordens de, respectivamente, 1 0 -^6 , 10-^9 e 10-^12. Existem diversos tipos de capacitores. Os mais comuns e utilizados nesta prática foram os de cerâmica, poliéster e os eletrolíticos. Os capacitores de cerâmica armazenam pequenas quantidades de cargas. Possuem como material dielétrico um disco cerâmico com o material condutor em cada uma das faces. A capacitância nominal desse tipo de capacitor é impressa na superfície do mesmo com um código representado por três dígitos e uma letra maiúscula ao lado. Os dois primeiros dígitos são os algarismos da capacitância, o terceiro é o fator multiplicativo na potência de 10, o valor
da capacitância deve ser lido em pF. A letra representa a tolerância do capacitor, e é lida de acordo com a tabela: Código Até 10 pF Acima de 10pF B ±0,1 pF C ±0,25 pF D ±0,5 pF F ±1,0 pF ± 1% G ± 2,0 pF ± 2% H ± 3% J ± 5 % K ± 10 % M ± 20 % S - 50 % - 20% Z + 80% - 20% ou +100% - 20% P +100% - 0% Tabela 3.1. Tolerância dos capacitores cerâmicos. Por exemplo, se um capacitor cerâmico apresenta o código 103 M na sua superfície, o valor da capacitância é de 10 * 10³ pF com tolerância de ± 20 %. Os capacitores de poliéster são capacitores compactos, formados por camadas de alumínio separados pelo dielétrico plástico. A quantidade do material condutor determina sua capacitância. A capacitância nominal nesse tipo de capacitor é lida através de um código de cores. Eles apresentam faixas de cores, que devem ser lidas do topo para baixo. Em alguns modelos, a penúltima cor do capacitor deve ser ignorada, pois é a cor de seu corpo. O código de cores é mostrado na imagem a seguir:
4. Procedimento Na primeira parte do procedimento, realizamos a identificação dos capacitores presentes na bancada quanto ao seu tipo: cerâmico, eletrolítico ou de poliéster; anotamos os resultados na tabela: CAPACITOR TIPO (cerâmico, eletrolítico ou de poliéster) 1 Eletrolítico 2 Cerâmico 3 Poliéster 4 Poliéster 5 Poliéster 6 Cerâmico 7 Eletrolítico 8 Poliéster 9 Cerâmico 10 Poliéster Tabela 4.1. Identificação do tipo de capacitor. Em seguida, conferimos os capacitores cerâmicos e determinamos suas capacitância e tolerância nominais a partir do código impresso nos mesmos. Medimos sua capacitância utilizando o capacímetro e calculamos o erro percentual da seguinte forma: | 𝑪𝒎 − 𝑪𝒏| 𝑪𝒏
Onde Cm é a capacitância medida, e Cn a capacitância nominal. Os resultados estão na tabela:
2 561 * 10^2 pF ± 10 56 ,1 nF 0 9 27 * 10 pF ± 5 0,296 nF 0, Tabela 4.2. Capacitores Cerâmicos. O capacitor cerâmico 6 não tinha seu valor e sua tolerância nominal impresso. A medida feita com o capacímetro para ele registrou uma capacitância de 2,36 nF. Feito isso, utilizamos o código de cores para identificar os valores de capacitância e tolerância nominais dos capacitores de poliéster. Medimos a capacitância de cada um com o capacímetro e calculamos o erro percentual: CAPACITOR NÚMERO
3 15 * 10^4 pF ± 10 0,153 μF 2, 4 18 * 10² pF ± 10 1,96 nF 8, 5 82 * 10³ pF ± 10 80,8 nF 1, 8 12 * 10^4 pF ± 10 122 nF 1, 10 27 * 10³ pF ± 10 27,5 nF 1, Tabela 4.3. Capacitores de Poliéster. Por último, repetimos o procedimento para os capacitores eletrolíticos: anotamos o valor nominal da capacitância e a tensão impressos nos capacitores, depois medimos com o capacímetro e medimos o erro percentual entre a capacitância nominal e a experimental: CAPACITOR NUMERO
1 100 μF 25 104,8 μF 4, 7 10 μF 50 10,13 μF 1, C 1 470 μF 50 443 μF 5,
5. Questionário 01 – Determine a capacitância, a tolerância (quando possível) e a tensão de isolação (quando possível) de cada um dos capacitores ilustrados abaixo. CAPACITOR NÚMERO
NOMINAL (μF)
02 – Determine a capacitância, a tolerância e a tensão de isolação de cada um dos capacitores de poliéster metalizado ilustrados abaixo. CAPACITOR NÚMERO
NOMINAL (μF)
03 – Determine a capacitância e a tensão de isolação de cada um dos capacitores eletrolíticos ilustrados abaixo.
NOMINAL (μF)
04 – Baseado nos resultados do procedimento 2, determine a carga em cada capacitor. Determine também a capacitância equivalente da associação em série a partir da tensão da fonte e da carga fornecida pela fonte ao circuito. Como a capacitância é medida pela relação C = q/V, temos que q = CV. A carga no capacitor de 470 μF, cuja capacitância medida foi de 443 μF é, portanto: q = 443 * 10-^6 * 9, 24 q = 4,09 mC Como para a associação em série, a carga é a mesma, capacitância equivalente é dada por: C = q/V C = 4,09 * 10-^3 / 9,78 = 418,2 μF 05 – Compare a capacitância equivalente da associação em série da questão anterior com o resultado calculado a partir dos valores das capacitâncias medidas na tabela 4.4. Na associação em série, a capacitância equivalente é calculada por: 1/Ceq = 1/C 1 + 1/C 2 1/Ceq = 1/443 + 1/ 1/Ceq = 0,002257 + 0,001060 = 0, Ceq = 1/0,003317 = 301,14 μF A disparidade do resultado pode ter sido causada por fatores como erro dos alunos na leitura da capacitância ou da tensão, bem como erros dos próprios equipamentos. 06 – Baseado nos resultados do procedimento 2 (associação em paralelo) determine a carga em cada capacitor. Determine também a capacitância equivalente a partir da tensão da fonte e da carga fornecida pela fonte ao circuito. Como mostrado na questão 04, q = CV, portanto; Para o de 443 μF: q = 443 * 10-^6 * 9,84 = 4,36 mC Para o de 943 μF: q = 943 * 10-^6 * 9, 7 4 = 9,18 mC A capacitância equivalente, portanto, é de: Ceq = (4,36+9,18)10-^3 / 9,60 = 13,5410-^3 / 9,60 = 1,4104 mF = 1410, 4 μF
6. Conclusão Nesta prática, pudemos identificar e estudar os tipos diferentes de capacitores, aprendendo a determinar a capacitância nominal de cada tipo e a medir a capacitância utilizando um capacímetro. Também pudemos verificar o comportamento dos capacitores quando associados em série e em paralelo, e a calcular o valor da capacitância equivalente em cada associação. Vimos que na associação em série, a carga se mantém constante para todos os capacitores, enquanto na associação em paralelo, a tensão é a mesma.
7. Bibliografia 1. DIAS, Nildo Loiola. Laboratório de Eletricidade (Roteiro de Práticas). Universidade Federal do Ceará. Fortaleza, 20 20. 2. SÓ FÍSICA. Capacitores. Disponível em: . Acesso em: 14/03/2020. 3. PAKÉQUIS. Código de cores de capacitores. Disponível em: . Acesso em: 1 4/03/2020.
