Carga e descarga de um capacitor

UFSC – UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
CFM – CENTRO DE CIÊNCIAS FÍSICAS E MATEMÁTICAS
FSC – DEPARTAMENTO DE FÍSICA
FSC 5125 – FÍSICA EXPERIMENTAL II
Professor: Fernando Wagner

Experiência 06
CARGA E DESCARGA DE UM CAPACITOR

Ana Jordelina Martins da Rosa
Caroline Aguiar
Naruska Radetski
Grupo 01

Florianópolis, Junho de 2013.
QUESTIONÁRIO

1.a. Faça em uma mesma folha de papel milimetrado os gráficos VC em função de t e VR em função de t com os dados da tabela correspondente ao processo de carga do capacitor.

Anexo I.

1.b. Determine e através destes gráficos, explicando o método. Calcule o erro percentual de e em relação ao valor teórico t = RC.

Durante o processo de carga do capacitor, temos:

VC =  (1 - e-t / RC ) , quando t = RC = , a equação se reduz a:
VC =  (1 - e-1)
VC = 0,63 
VC = 0,63 x 22,0
VC = 13,86 V

VR =  .e-t / RC , quando t = RC = , a equação se reduz a:
VR =  .e-1
VR = 0,37 
VR = 0,37 x 23,0
VR = 8,14 V

Para encontrarmos o valor do e basta projetar as tensões encontradas (VC e VR) sobre o eixo do tempo no gráfico. No resistor:
Quando VR = 8,14 V, temos e = 27,5 s No capacitor:
Quando VC = 13,86 V, temos e = 31,0 s

Logo, os erros percentuais com relação ao valor teórico, são:
Valor teórico:  = RC = 680000x47x10-6 = 31,96 s

No resistor:
E% = [(27,5-31,96)/31,96].100= 14%
No capacitor:
E% = [(31,0-31,96)/31,96].100= 3%

1.c. Qual é o valor de VR + VC em qualquer instante considerado?

Teoricamente VR + VC = 22 V (constante),
Experimentalmente, esta soma variou entre 20,6 V e 22,0 V.

2.a. Com os dados da tabela “carga” há duas opções: 1- caso tenha papel semi-log, faça o gráfico de VR em função de t; 2- caso tenha papel milimetrado, calcule log VR e faça o gráfico com estes valores em função de t.

Anexo II.

2.b. Calcule as constantes da reta obtida e, a partir delas, calcule e e a