Medida de Umidade Relativa
do Ar Através de Circuito
Elétrico Ressonante.
• Projeto de conclusão de curso – FAP214 Física Experimental 4
• Instituto de Física - Universidade de São Paulo
• Prof. Dr. Nemitala Added
Motivação
• Aplicação dos conceitos de circuitos
elétricos à Física experimental
• A importância da UR para setores como
saúde pública, bem-estar e agricultura.
Objetivos
• Medir a umidade relativa do ar utilizando
um circuito RLC
• Verificar a confiabilidade do método
utilizado
Introdução Teórica
• A umidade relativa avalia a quantidade de
vapor que uma determinada parcela de ar
pode absorver.
e
UR   100%
es
• e = pressão de vapor
• es = pressão de saturação
O sensor de umidade
C
 RH . 0 . A
(a) substrato de vidro (b) eletrodo principal
(c) camada de polímero sensível à umidade
(d) eletrodo de conexão (e) eletrodo poroso de metal
d
O circuito RLC
• Medimos ressonância em energia
V
L
C
R
0 
1
LC
Descrição Experimental
• O aparato experimental
Descrição Experimental
• O processo de medição
Sais utilizados
Umidade
relativa
ClLi
11,9%
Mg(NO3)
52,3%
NaCl
75,3%
K2SO4
97%
Resultados e Análise de Dados
Curvas de ressonância obtidas para as diferentes
soluções salinas
Freqüência de ressonância para o Mg (NO 3)
750
700
Tensão(mV)
650
600
550
500
450
400
350
28500 29000 29500 30000 30500 31000 31500 32000 32500 33000
Freqüência (Hz)
800
Freqüência de ressonância para o Cl Li
Freqüência de ressonância para o NaCl
700
700
650
650
600
Tensão (mV)
Tensão (mV)
750
600
550
500
550
500
450
450
400
400
350
350
28000 28500 29000 29500 30000 30500 31000 31500 32000 32500
Freqüência (Hz)
29000 29500 30000 30500 31000 31500 32000 32500 33000 33500
Freqüência (Hz)
Ajuste gaussiano em torno do ápice
das curvas de ressonância obtidas
Medida da UR no ambiente do
laboratório e respectivo ajuste
A dependência entre Umidade
Relativa e freqüência
f0 (Hz)
30451
30823
30066
31404
30993
UR (%)
75,3
52,3
97
11,9
39,34
sigma
3,1
4,7
4,2
6,1
2,2
O Fator de Qualidade
0
Q

•
•
•
•
0 L
Q=
R
ClLi: Q= 8,79 (6);R= 785 (68) Ω
K2SO4: Q= 7,777 (34); R= 850 (73) Ω
MgNO3: Q= 8,631 (45); R= 785 (67) Ω
NaCl: Q= 9,807 (38); R= 683 (59) Ω
Conclusão
Medida ambiente: UR=39,3±2,2%.
Dados do IAG.
• Verificamos uma compatibilidade dos
valores, indicando que o modelo utilizado
descreve muito bem o experimento.
• Discrepância entre as resistências usadas no
circuito. No entanto, não foi identificada
nenhuma causa para tal fenômeno.
– Aprimoramento do método de medição (fator
de qualidade para o circuito).
Agradecimentos
• Ao Prof. Dr. Nemitala Added
• Ao Felipe