Cargas e descagas

UNIP – UNIVERSIDADE PAULISTA
Sorocaba

Cargas e Descargas de Capacitores

Disciplina: Eletricidade e Calor (Laboratório)

Data da experiência: 24/02/2011.

Carga e Descarga de Capacitores

Objetivo: Determinar a Carga e Descarga de Capacitores

Introdução Teórica

Carga do capacitor

No Sistema Internacional de Unidades (S.I.), a unidade de capacitância é o Farad. Ao ser aplicada a diferença de potencial de 1 Volt em um capacitor de 1 Farad, a carga elétrica acumulada entre as armaduras é de um Coulomb:

Um circuito típico para estudar o processo de carga e descarga em um capacitor é apresentado na Figura 1. Inicialmente, o capacitor deve estar descarregado e a fonte de tensão desconectada do capacitor, com a chave S1 na posição b. O instante inicial do processo de carga, definido como t = 0 , é o instante em que a fonte de tensão é ligada, com a chave S1 na posição a.

Figura 1 - Circuito RC para carga e descarga de um capacitor.

Aplicando a lei das malhas para qualquer instante t, temos:

Sendo ε a d.d.p. da fonte de tensão, R a resistência do resistor, i a corrente elétrica que circula no circuito, Q a carga elétrica acumulada no capacitor, C a capacitância do capacitor, Q/C a tensão entre as placas do capacitor devido ao acúmulo de carga, e R..i a queda de potencial provocada pelo resistor.

Considerando a definição de corrente elétrica,

a expressão (1) é reescrita como:

A equação anterior é uma equação diferencial cuja solução é:

Reescrevendo a equação anterior e aplicando novamente a definição de capacitância, a diferença de potencial entre as armaduras do capacitor no processo de carga é escrita na forma:

A dependência da quantidade da carga elétrica Q(t) entre as placas do capacitor e da corrente elétrica i(t) que flui através do circuito, em função do tempo é apresenta na Figura 2. O aumento do potencial entre as placas do capacitor acompanha o aumento da carga