condensadores

Páginas: 6 (1336 palavras) Publicado: 16 de novembro de 2014
Materiais Elétricos e Termodinâmica 2014-2015
Trabalho Laboratorial N° 1
Medida da Capacidade de um Condensador

Pedro Gustavo Pereira Granjo Vaz
2013134694


Objetivo: Este trabalho laboratorial tem como objetivo determinar a capacidade de um condensador, através da medição da tensão aos seus terminais durante a sua carga e posteriormente na sua descarga. Depois de analisar todos osdados, resultará um gráfico em que a curva será do tipo exponencial, quer para a carga, quer para a descarga do condensador. Analisando o gráfico ln v(t) da descarga e utilizando o método dos mínimos quadrados, será de esperar a obtenção da reta que melhor se ajusta ao valores medidos laboratorialmente. Usando esta reta determina-se a capacidade do condensador.

Método: A carga e a descarga de umcondensador dependem do produto RC, isto é, da capacidade do condensador C e da resistência elétrica R, através do qual se dá a carga ou a descarga. Este produto (RC) fará com que a solução de um circuito seja descrita através de uma equação diferencial de primeira ordem, sendo esta do tipo:
Q(t)= A〖 e〗^(-t/RC) +CE

A observação da carga e da descarga do condensador faz-se com o voltímetrodigital. A resistência interna do voltímetro foi obtida no início do trabalho laboratorial por meio de algumas medições (tensão no voltímetro e da tensão da pilha) e, posteriormente, por substituição destas numa expressão matemática cedida pela docente da disciplina, associada a um circuito que teria uma resistência calibrada, uma pilha voltaica e o voltímetro. Note-se que a resistência que foiincorporada no circuito, de modo a calcular a resistência interna do voltímetro, já estava calibrada na mesma ordem de grandeza da resistência do voltímetro, ou seja, o erro na sua medição é muito pequeno, podendo-se desprezar e portanto podemos assumir que não tem qualquer erro de medição. Por outro lado, a resistência interna da pilha é muito menor que todas a outras resistências internar associadas epor isso pode ser desprezada. O valor obtido estava bastante próximo da resistência interna dada pelo fabricante (10 MΩ).
Posteriormente, ligando as placas do condensador diretamente ao voltímetro (retirando a resistência calibrada), este funciona simultaneamente como resistência de descarga e como aparelho de medida. É nesta fase do trabalho que registamos as tensões associadas e, a partirdesses valores, construímos o gráfico de descarga (retira-se a pilha voltaica do circuito) ou carga (a pilha voltaica permanece no circuito), obtendo a capacidade do condensador.
Introdução sobre os fundamentos do método: Um condensador é um elemento composto por duas placas (condutoras), entre as quais existe um isolante (dielétrico), que pode ser ar, mica, plástico ou qualquer material que impeçaa passagem de corrente elétrica. Este tem a capacidade armazenar e depois fornecer, energia elétrica, consoante o circuito onde esteja inserido. Cada condensador possui uma característica própria, a capacidade (C). Esta é a razão entre a quantidade que carga armazenada nos terminais do condensador (Q) e a diferença de potencial entre as placas deste (V) e exprime-se em Farad (F).
A carga de umcondensador (carregado a partir de uma resistência) é realizada de forma gradual e requer algum tempo. No princípio, a tensão aos terminais do condensador é zero, pelo que podemos concluir que aos terminais da resistência está localizada toda a tensão que provém da bateria. À medida que o condensador vai carregando, a tensão aos seus terminais aumenta, diminuindo assim a tensão aos terminais daresistência. Depois de carregado este pode ser usado como fonte de alimentação de um qualquer circuito.
A carga e a descarga de um condensador dependem do produto RC, sendo C a capacidade do condensador em causa e R a resistência pela qual o condensador carrega ou descarrega. Durante a descarga, a carga do condensador decresce exponencialmente, originando uma tensão aos terminais do condensador...
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