Circuito rc

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  • Publicado : 20 de novembro de 2012
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Introdução

O Circuito RC é um circuito composto de uma resistência R e de um capacitor C que são ligados em séries ou em paralelo entre si, eles são ligados a uma fonte de alimentação (tensão).
Um capacitor é um elemento responsável pelo grande acúmulo de cargas e para liberá-la no momento certo e, portanto, produzir campos elétricos intensos. Alguns exemplos de circuitos RC são os FlashsEletrônicos e Semáforos, eles funcionam quando carregamos e descarregamos um capacitor alternadamente em um circuito. O capacitor pode ser carregado e descarregado tanto normalmente tanto instantaneamente.
Para isto, basta ligá-lo em uma chave unipolar de duas posições e alterar as posições. A carga do capacitor varia com o tempo e pode ser calculada a partir dessa formula. Para cada circuito RCexiste uma constante de tempo capacitiva.

















Objetivo

Ao termino deste procedimento o aluno devera ter competência para:
Identificar o comportamento de um circuito RC;
Medir o tempo de carga de um capacitor em um circuito RC;
Medir o tempo de descarga de um capacitor em circuito RC;
Calcular o tempo de carga de um capacitor em um circuito RC;
Compararo tempo medido durante a carga de um capacitor com o tempo calculado para carga;
Comparar o tempo medido durante a descarga de um capacitor com o tempo calculado para descarga.




















Fundamentos teóricos

O tempo de carga e descarga num capacitor.

Um capacitor não se carrega instantaneamente mas leva um certo tempo que depende das característicaselétricas do circuito.A utilidade pratica do capacitor baseia se no fato de poder ser controlado o tempo que ele leva para se carregar totalmente e a carga que se quer que ele adquir.

Conectando a chave na posição “A” figura.




Pela lei das malhas teremos:
V0= Vr + Vc
Se o capacitor estiver completamente descarregado no instante inicial Vc= 0V e, portanto
Vr = V0 = R.i0




A medidaque o tempo passa como V0 é constante, Vc vai aumentando, pois o capacitor estará se carregando e Vr, portanto , diminuindo.
Isso significa que no instante inicial ( T=0 s ), o valor de Vc é mínimo ( Vc = 0 V ) e o valor de Vr é Maximo.
Se a chave ficar ligada por um tempo relativamente longo, o capacitor estará totalmente carregado levando a Vc = V0 e Vr = 0V e a corrente cessa de passar

Aconstante de Tempo

Substituindo se as expressões para Vr e Vc por suas equações características, teremos:
V0 = Ri+q/ C
V0 = Rdq/dt + q /C
Essa equação ao ser integrada, da como solução:
V0 ( T= V0 (1-e^-trc)
O que implica que o tempo necessário para o capacitor se carregar depende do produto RC.
Quanto maior for esse produto, maior será esse tempo.
O produto RC é conhecido como (Constante de Tempo) do circuito e é designado pela letra grega T.

O valor nominal da constante de tempo.

O valor da constante tempo escrito dessa forma é conhecido como valor nominal da constante de tempo, pois deriva dos valores nominais do resistor e do capacitor.



O tempo de carga de um capacitor.

O tempo de carga de um capacitor é o tempo necessário para o argumento da exponencial setorne = -1 ( quando T = t):
V (t) = V0 ( 1-e^-1) = V0 ( 1-037) = 0, 63 V0
O tempo de carga de um capacitor é igual ao tempo necessário para um capacitor, inicialmente descarregado, se carregar a 63 % do valor final.
Passando a chave para a posição “ B” , ocorre um refluxo das cargas acumuladas no capacitor, a corrente inverte o sentido e o capacitor se descarrega. Nesse caso, como não existebateria ligada no circuito, V0 = 0 V, a lei das malhas será
Vr + Vc = 0
Vr = - Vc
A voltagem no capacitor, no caso, ira variar de V0 ate 0 e o capacitor se transformem em uma fonte de corrente.

O tempo de descarga de um capacitor

O tempo de descarga de um capacitor é o tempo necessário para o argumento da esponencial se torne = a -1 ( qunado T=t):
V(t) = V 0 ( e^-1) = V0 ( 037)= 0,37...
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