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Tempo gasto para o capacitor descrregar em segundos
Ln da voltagem
Voltagem em V (volts)
Tempo gasto para o capacitor descrregar em segundos
RESUMO
No experimento foi medido o tempo gasto para a descarga e de carregamento de um capacitor. O tempo para carregamento do capacitor foi muito rápido por isso com esse método não foi determinado com alta precisão, já o tempo para descarga foi medido com poucos erros. A medida foi obtida, desligando-se a fonte e realizando-se uma análise do multímetro onde foi medida uma tensão, e respectivo tempo com auxilio de um cronômetro.
INTRODUÇÃO
O capacitor é um instrumento elétrico utilizado para armazenar carga, o objetivo de um capacitor é gerar corrente elétrica para um circuito que um por um curto espaço de tempo está deficiente de corrente elétrica, outra função é que pode armazenar corrente casa haja picos de energia, vemos também que o capacitor pode fornecer energia para o circuito para um determinado fim, como por exemplo, um flash de uma máquina fotográfica.
A diferença de potencial de um capacitor em relação a carga o tempo e a resistência interna do capacitor é dada pela expressão vc=v(1-e-trc), essa equação é obtida através da resolução da equação vc = dqdt + q0rc.
A descarga de um capacitor é dada pela equação é dqdt + q0rc=0 com a resolução dessa equação temos vc=v(e-trc)
Onde:
Vc Tensão no capacitor
V Tensão da fonte
R Resistência interna do voltímetro Rv = 20k
C Capacitância do capacitor
τ = RC Constante de tempo do capacitor
OBJETIVO
O objetivo desse procedimento foi elaborar o gráfico por meio de medidas da voltagem em relação ao tempo, e com isso foi feito um gráfico que envolveu as medidas experimentais, outro objetivo do experimento é calcular τ, pois com ele conseguiremos encontrar a capacitância do capacitor.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Figura 2 representação do experimentoFigura 1 Montagem equipamentos utilizadoseq
Figura 2 representação do experimento
Figura 1 Montagem equipamentos utilizados
eq
Figuras de apoio para o experimento
Primeiramente, anotou-se o valor da resistência interna do multímetro que é de 2.104 , com o multímetro descarregado a chave foi ligada, esperou-se até que o capacitor se carregasse em uma tensão de 590 volts, após isso a chave S foi desligada e simultaneamente o cronômetro acionado, se determinou vinte voltagens diferentes com seus respectivos tempos. Para calcular τ usamos a fórmula vc=v(e-tτ) , onde τ = rc assim, já era conhecido o valor de τ e o valor de r, onde foi calculado o valor de c.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Tabela de dados de tensão em relação ao tempo.
Número de medias
Voltagem em Volts
Tempo em (s)
1º
590
0
2º
400
8,33
3º
500
3,92
4º
420
7,06
5º
380
9,37
6º
440
6,15
7º
160
24,99
8º
300
14,17
9º
320
12,93
10º
220
19,56
11º
200
21,38
12º
240
18,29
13º
180
22,89
14º
140
26,81
15º
120
29,69
16º
100
32,13
17º
360
10,06
18º
340
11,67
19º
80
35,03
20º
60
40,02
Tabela 1
Tabela 1
Gráfico da tabela de dados em relação a tabela acima
Número de medidas
Ln da voltagem em volts
Tempo em segundos
Voltagem em volts
1º
6,39965
0
590
2º
6,009803
8,33
400
3º
6,233629
3,92
500
4º
6,058742
7,06
420
5º
5,958352
9,37
380
6º
6,105405
6,15
440
7º
5,090707
24,99
160
8º
5,72124
14,17
300
9º
5,785976
12,93
320
10º
5,410136
19,56
220
11º
5,314534
21,38
200
12º
5,497414
18,29
240
13º
5,208851
22,89
180
14º
4,956767
26,81
140
15º
4,802145
29,69
120
16º
4,619265
32,13
100
17º
5,90412
10,06
360
18º
5,846786
11,67
340
19º
4,395439
35,03
80
Tabela 2 ln da Voltagem em Volts, e tempo gasto em segundos20º
Tabela 2 ln da Voltagem em Volts, e tempo gasto em segundos
4,106876
40,02
60
Gráfico linearizado Vots por segundo
Gráfico linearizado Vots por segundo
Para o cálculo de τ, como ele é uma constante, foi escolhido o 17º valor para o cálculo de τ onde se obteve a equação vc=v(e-tτ), foi aplicado ln em ambos os lados e deduziu-se a seguinte equação τ = -tln vcv no qual resultou-se o valor de 30,67 para τ. Após esse resultado foi usada a equação RC= τ, onde se obteve o valor para C de 1,5035. 10-3.
Conclusões
No experimento realizado o tempo gasto para descarregar o capacitor é sempre o mesmo desde que o capacitor esteja totalmente carregado, carregamos e descarregamos o capacitor várias vezes até obtermos a tabela 1. Durante a medida na voltagem pelo multímetro analógico apenas um integrante do grupo analisou a voltagem no momento, foi feito dessa maneira a fim de amenizar os erros de diferentes visualizações no multímetro. O experimento foi feito com cautela e obtivermos bons resultados em nossos valores.
Bibliografia
Serway, Raymond A, W. Jewett John. Princípios de Física Vol 3. Tradução da 3° edição Norte americana. São Paulo.2008
http://www.google.com.br/url?sa=t&source=web&cd=1&ved=0CBUQFjAA&url=http://plato.if.usp.br/~fge0211n/Main_Site/Extras/Extras_files/Capacitores%2520e%2520diele%25CC%2581tricos.pdf&rct=j&q=experimento%20capacitor&ei=LZW1TNnFOMb_lgft0rHwBQ&usg=AFQjCNEvtDYkkZXivUl2WmEjpiNOiD2d5Q&sig2=6AVreG7YfdAB5wUERiWQ4A&cad=rja Data 12/10/2010 as 14:10
www.vestibular1.com.br/revisao/capacitores.doc Data 12/10/2010 as 13:00
