Medida da Capacidade de um Condensador

Materiais Eléctricos e Termodinâmica 2013-2014
Trabalho Laboratorial N° 1
Medida da Capacidade de um Condensador

1. Objectivo
O objectivo deste trabalho é determinar a capacidade do condensador a partir da análise da curva de carga/descarga. Para o efeito deverá montar os circuitos eléctricos, efectuar as medidas necessárias e analisar os resultados dessas medidas.

2. Material
Condensador (de capacidade desconhecida), multímetro digital, cronómetro, resistência calibrada, pilha voltaica e condutores eléctricos.

3. Método
A carga e descarga de um condensador depende do produto RC, isto é, da capacidade do condensador C e da resistência eléctrica R, através da qual se dá a carga ou a descarga.
Considere o circuito da figura 1. A diferença de potencial (d.d.p.) entre as placas do condensador carregado é VC = q/C, onde q representa a carga no condensador. A equação que descreve as tensões no circuito é: com Dando origem à seguinte eq. diferencial de 1ª ordem:

cuja solução é q(t)= Ae –t/(RC) + C . A constante A é determinada pela carga que o condensador possui em t=0.

Figura 1 – Circuito de carga do condensador.
A observação da carga e da descarga do condensador faz-se com o voltímetro digital. A resistência interna do multímetro, no modo de operação de voltímetro é, segundo o fabricante, aproximadamente 10M. Ao inserir o voltímetro para observar a carga (ou descarga) do condensador, introduz-se no circuito a resistência interna do aparelho.

A determinação precisa desta resistência constitui pois uma condição para medir C com precisão. A resistência interna do voltímetro pode ser medida com um circuito divisor de tensão (fig. 2), utilizando uma resistência calibrada da mesma ordem de grandeza da resistência do voltímetro. A resistência interna da pilha voltaica é muito menor que estas e pode ser desprezada.
A capacidade do condensador é determinada a partir da curva de carga ou descarga.
Ligando as placas do condensador