Transcript
UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
ICEA - Instituto de Ciências Exatas e Aplicadas
Campus - João Monlevade
Disciplina: Física II /CEA007
Curso: Engenharia Elétrica
Prática Circuito RC e Osciloscópio
Alisson Marden Fonseca Pereira
Carina dos Reis Santos
Douglas do Amaral Monteiro
Mateus de Oliveira Araújo
Índice
Tema
Página
1. Introdução 01
2. Objetivo 01
3. Material utilizado 01
4. Circuito RC 02
4.1 Procedimento 02
4.2 Experimental 02
5. Medição 04
5.1 Circuito com um resistor 04
5.2 Circuito com dois resistores em série 05
5.3 Circuito com dois resistores em paralelo 1
05
5.4 Circuito com dois resistores em paralelo 2
06
6. Osciloscópio 06
7. Bibliografia 08
1. Introdução
Este relatório descreve as atividade desenvolvidas no laboratório de
física da UFOP, onde tivemos a oportunidade de ter um primeiro contato com
instrumentos de medida como o osciloscópio que cria um gráfico
bidimensional de uma ou mais diferenças de potencial, o multímetro que é
destinado a medir e avaliar grandezas, e a componentes elétricos como
resistores que tem por finalidade oferecer uma oposição à passagem de
corrente elétrica através de seu material além dos capacitores
eletrolíticos que tem a finalidade de armazenar carga para quando não
houver fontes de energia no circuito esta mesma seja descarregada. Um
circuito composto de um resistor, de um capacitor e uma força eletromotriz
é denominado circuito RC.
Para cada circuito RC há um tempo característico, τ =RC, denominado
constante de tempo capacitiva. Quando τ =RC com o capacitor carregando, a
sua carga atinge aproximadamente 63% do seu valor máximo. Quando τ =RC com
o capacitor descarregando sua carga atinge aproximadamente 37% do seu valor
máximo.
2. Objetivo
- Conhecer o laboratório de física.
- Carregar e descarregar um capacitor eletrolítico.
- Medir a corrente em circuitos com resistores em configurações
diferentes.
- Conhecer o osciloscópio e sua funcionalidade.
3. Material Utilizado
Para realização da prática foram necessários os seguintes componentes:
Protoboard;
Resistores 100k (5% de tolerância);
Capacitor 470µf;
Fonte 10VCC;
Multímetro;
Pedaços de fio para ligações adicionais;
Osciloscópio.
4. Circuito RC
4.1 Procedimento
A montagem do circuito se deu da seguinte forma:
Com ajuda do técnico foi identificado o modo correto de ligação
dos componentes ao protoboard assim como regulagem da fonte de tensão
e medição dos valores.
4.2 Experimental
Após a montagem do circuito foi elaborada uma tabela com os
valores de tensão medidos no capacitor a cada vinte segundos até que
se completassem quatro minutos. Também foi solicitado que fosse medido
o valor da tensão em 47 segundos.
"Tempo "Tensão "Tensão de "
"(s) "de "descarga (v)"
" "carga " "
" "(v) " "
"0 "0 "9,88 "
"20 "3,8 "6,19 "
"40 "6,04 "3,96 "
"47 "6,59 "3,35 "
"60 "7,45 "2,52 "
"80 "8,33 "1,6 "
"100 "8,90 "1,02 "
"120 "9,26 "0,68 "
"140 "9,49 "0,43 "
"160 "9,64 "0,28 "
"180 "9,73 "0,18 "
"200 "9,79 "0,12 "
"220 "9,83 "0,08 "
"240 "9,86 "0,06 "
A partir da tabela pôde se representar o comportamento dos
valores de forma gráfica para melhor visualização do fenômeno
ocorrido.
O passo seguinte foi o de verificação do valor da constante τ e
do comportamento da carga no capacitor quando o tempo se iguala ao
valor de τ.
Como se tem que o valor de τ é dado pelo produto RxC, então:
τ=RxC τ=100k x 470µf τ= 47s
Logo se tem que em 47s de carregamento o capacitor deverá ter
63% da carga total e com o mesmo tempo de descarregamento deve ter 37%
da carga total, ou seja:
10V x 63%=6,3V(em carregamento) e 10V x 37%=3,7V(em descarga)
Observou-se que o valor de tensão em 47s de carregamento foi de
6,59V e de descarregamento foi de 3,35V.
Pode-se notar que os valores de 6,3V e 3,7V não foram
compatíveis aos valores medidos, mas isso se explica devido aos erros
provenientes do processo, tais como: Tolerância do resistor;
Tolerância do multímetro; Erros de medição.
Além de outros tipos de erros, que somados podem destoar do
valor ideal calculado.
5. Medição de Corrente
5.1 Circuito com um resistor
A montagem do circuito se deu da seguinte forma:
Obtendo-se o resultado de I = 29,1 mA. De acordo com a lei de
Ohm I = E/R, ou seja a corrente é igual a razão entre tensão e
resistência.
I = 3/100 = 30 mA;
Devido a algum erro de medição ou de tolerância o valor real
foi diferente do calculado.
5.2 Circuito com dois resistores em série
A montagem do circuito se deu da seguinte forma:
O resultado obtido foi I = 15,0 mA. Quando os resistores são
ligados em série soma-se as resistências. De acordo com a lei de Ohm I
= E/(R1 + R2).
I = 3/(100 +100) = 15 mA;
5.3 Circuito com dois resistores em paralelo 1
A montagem do circuito se deu da seguinte forma:
O resultado obtido foi I = 55,4 mA. Quando dois resistores são
ligados em paralelo divide-se o produto pela soma das resistências.
De acordo com a lei de Ohm I = E/[(R1*R2)/(R1+R2)].
I = 3/[(100*100)/(100+100)] = 50 mA.
Devido a algum erro de medição ou de tolerância o valor real foi
diferente do calculado.
5.4 Circuito com dois resistores em paralelo 2
A montagem do circuito se deu da seguinte forma:
O resultado obtido foi I = 29,2 mA. Devido a localização do
amperímetro pode-se confirmar que em circuitos em paralelo a corrente
se divide. Sendo assim, obteve-se o mesmo resultado do circuito com um
resistor.
6. Osciloscópio
O osciloscópio é um instrumento de medida eletrônico que cria um
gráfico bi-dimensional visível de uma ou mais diferenças de potencial.
O eixo horizontal do ecrã (monitor) normalmente representa o tempo,
tornando o instrumento útil para mostrar sinais periódicos. O eixo
vertical comumente mostra a tensão. O monitor é constituído por um
"ponto" que periodicamente "varre" a tela da esquerda para a direita.
Para a prática em questão nós consideramos três tipos de
gráficos diferentes, os quais estão especificados:
1º Caso: Onda Senoidal
Uma onda senoidal tem a seguinte forma:
Fig.1 – Onda senoidal.
2º Caso: Onda Triangular
Uma onda triangular tem a seguinte forma:
Fig.2 – Onda triangular.
3º Caso: Onda Quadrada
Uma onda quadrada tem a seguinte forma:
Fig.3 – Onda quadrada.
7. Bibliografia
http://www.infoescola.com/eletronica/circuito-rc/
http://www.if.ufrgs.br/tex/fis142/mod07/m_s06.html
