Circuito RC

I - Objetivos
Estudar os tempos de carga e descarga em capacitores, bem como a visualização dos sinais através do osciloscópio.

II - Introdução
II.1 - Circuito RC
Quando uma força eletromotriz ε é aplicada a uma resistência R e um capacitor C ligados em série, como na figura 1.1, com a chave na posição a, a carga do capacitor aumenta de acordo com: t −


1 − e RC 
(1) (capacitor carregando) q = Cε 



onde, Cε = qo é a carga de equilíbrio e RC = τ é a constante de tempo capacitiva do circuito. Fig. 1.1 - Circuito para carga e descarga de um capacitor.

Quando o capacitor descarrega através do resistor R, posição b na figura 1.1, a carga do capacitor decai de acordo com:
−

q = qo e

t
RC

(2 )

(capacitor descarregando)

A corrente no capacitor é dada por:

i=

dq , portanto no processo de carga temos que: dt i=

ε
R

e

−

t
RC

(3)

e no processo de descarga temos que:

1

t

i=−

q o − RC e RC

(4)

A voltagens VC e VR no capacitor e no resistor são dadas pelas equações 5 e 6, respectivamente. t
−


q
1 − e RC 
(5)
VC = = ε 

C



VR = iR = εe

−

t
RC

(6)

Os gráficos da Fig 1.2 mostram o comportamento de VC e VR em função do tempo no processo de carga: R = 2000 Ω, C = 1 µF e ε = 10 V.
Quando t = RC da equação 2.5 tem-se VC = 0,63.ε, ou seja VC é equivalente à ε 63% da tensão máxima aplicada (ε). ε (a)

(b)

Fig. 1.2 - Gráficos das voltagens no: (a) capacitor e (b) resistor.

II.2 - Circuito RL
Da mesma forma que ocorre no circuito RC ocorre no circuito RL, assim temos uma força eletromotriz ε aplicada a uma resistência R e um indutor L conforme a figura 1.3.

Fig. 1.3 - Circuito de energização de um indutor

Com a chave fechada na posição a o indutor vai aumentando a corrente gradativamente até atingir a máxima corrente ( Imáx ), após atingido este valor a corrente permanece constante (vide Fig. 1.4).

2

Nesta