Circuito rc

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALFENAS (UNIFAL-MG)
Disciplina: Fenômenos Eletromagnéticos
Grupo CG4: Eduardo Paniguel Oliveira (C) , João Vitor Moreno Gaiotte (F), Karl Wagner Acerbi (C) e Rogério Lopes Garcia (C).
Relatório referente ao 4º experimento
Professor: Rodrigo Rocha Cuzinatto
Resumo
No experimento proposto foi montado um circuito contendo resistores e um capacitor (RC), primeiramente ocapacitor foi carregado, e em seguida, descarregado. Os resistores e capacitor conferiam ao circuito um tempo de 30 minutos e uma constante de tempo τ=(390±6 ) s para se obter 99% da carga total. Durante a carga e a descarga do capacitor foram medidos os valores de tensão a cada 30 s. Com esses dados, utilizando a Lei de Ohm, foram plotados gráficos de corrente por tempo. Esses gráficos foramlinearizados através do método dos mínimos quadrados, obtendo-se então o valor de τ experimental de 609 ±3s para o carregamento e (562 ±3)s para o descarregamento. O ajuste feito apresentou um valor de χ²red não satisfatório para o carregamento (19) e para o descarregamento (27), indicando que as incertezas utilizadas foram subestimadas ou que deveriam ter sido consideradas outras incertezas.1. Introdução
Um dos principais elementos dos circuitos elétricos usados atualmente são os chamados capacitores, que são componentes capazes de armazenar energia elétrica. São geralmente formados por duas placas condutoras paralelas, onde a carga é proporcional à diferença de potencial entre elas, e sua medida, capacitância, é dada em Farad [F] determinada pela razão de Coulomb por Volt (C/V)[1].
A capacitância (C) é a constante de proporcionalidade entre a carga do capacitor (q) e a diferença de potencial entre placas (V), como mostra a Eq.1 [1].
. q=C.V (1)
Através da Eq.1 tem-se que a capacitância é medida pela quantidade de carga necessária para que oscondutores atinjam certa diferença de potencial.
A partir da aplicação de uma diferença de potencial considerando uma mesma variação no tempo, é possível obter a constante de tempo (τ). A constante de tempo capacitiva τ é o nome dado ao produto da resistência (R) e a capacitância (C), como mostrado na Eq.2.
τ=R.C(2)
O valor de τ expressa o tempo necessário para que o processo de carregamento ou descarregamento atinja certa porcentagem de carga total.
2.2 Carregamento e descarregamento de capacitor
Considerando um circuito o qual é formado por fonte, capacitores, resistores e fios que liguem os integrantes, pode-se, através da aplicação de uma diferença depotencial, se carregar o capacitor. O processo de aumento de carga no capacitor, chamado de carregamento, pode ser expresso da maneira apresentada pela Eq. 3 [1]

qt=C. V .1-e-tR.C (3)
Onde,
q(t) = Carga no capacitor no tempo t (C);
C = Capacitância do capacitor (F);V = Diferença de potencial aplicada (V);
t = Tempo (s);
R = Resistência do circuito (Ω).
Com relação a corrente, o seu comportamento é descrito pela Eq. 4:
i=VR.e-tR.C (4)
Onde,
i(t) = Corrente no tempo t (A);
A Figura 1 mostra o comportamento da carga e da corrente em relação ao tempo no carregamento de umcapacitor.

Figura 1: Comportamentos de carga e corrente com relação ao tempo [2].

Na Figura 1 o gráfico (a) apresenta o comportamento da carga em relação ao tempo e o gráfico (b) apresenta a relação entre corrente e o tempo, ambos em circuitos RC.
Após se carregar um capacitor, o mesmo pode descarregar quando colocado em um circuito fechado com uma resistência. Essa descarga terá uma...
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