unesp UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO” Campus de Bauru 1144 A/B - Laboratório de Física Geral IV Prof. Beto Grandini **************************************************************************** CIRCUITO RC - CORRENTE CONTÍNUA OBJETIVOS: Verificar experimentalmente as características dos elementos de circuitos RC, alimentados com tensão contínua. Determinar a constante de tempo do circuito. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: Com a chave K1 na posição 1 e a chave K2 desligada, o circuito da figura é equivalente ao circuito para estudar a carga do capacitor. 2 K1 R C 1 K2 1 2 No instante em que a chave K1 (inicialmente aberta) é colocada na posição 1, a corrente de carga adquire instantaneamente o valor I0 = E / R, mas, devido a inércia mecânica, o ponteiro do galvanômetro não pode mover-se com rapidez suficiente para dar esta indicação inicial. Com a finalidade de evitar o inconveniente descrito acima, foi instalada no "kit" a chave K2. Após ser montado o circuito, com as duas chaves abertas e o capacitor descarregado, a chave K2 deve ser ligada na posição 1. Então, ao se fechar K1 também na posição 1, o capacitor continuará descarregado, mas, através da resistência do galvanômetro, passará uma corrente de intensidade constante igual a E/R. Esta é exatamente a corrente de carga do capacitor no instante t=0. A corrente de carga do capacitor só se inicia quando a chave K2 for aberta. Nestas condições é possível o galvanômetro dar a marcação correta. Com a chave K2 na posição 2 e a chave K1 desligada, o circuito é equivalente àquele usado para se estudar a corrente de descarga do capacitor carregado. As dificuldades de medida da corrente no instante inicial são as mesmas encontradas nas medidas de corrente de carga do capacitor. Depois de carregado o capacitor, com K2 aberta, abre-se a chave K1. Em seguida, fecha-se K2 e K1 na posição 2. Nessas condições, o capacitor continua carregado ao mesmo tempo que uma corrente de intensidade igual e sentido oposto à corrente de carga passa permanentemente através do galvanômetro. Quando se abre a chave K2, inicia-se uma unesp UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO” Campus de Bauru corrente de descarga através do capacitor e sua intensidade pode ser medida pelo galvanômetro desde o início. Feitas estas considerações preliminares, vamos à experiência: 1. Ligue no "kit" que você recebeu a fonte de corrente contínua e o galvanômetro. Peça ao professor para conferir suas ligações. 2. Colocando a chave K2 na posição 1, você estará pondo em curto circuito os terminais do capacitor, descarregando-o. Faça este procedimento várias vezes, a fim de garantir que o capacitor realmente esteja descarregado. Não coloque a chave K2 na posição 2. 3. Peça ao professor para ligar a fonte de tensão. 4. Mantendo K2 aberta e operando apenas a chave K1, carregue e descarregue o capacitor algumas vezes, notando a dificuldade de se medir a corrente sem o auxílio da chave K2. 5. Feche as chaves K1 e K2 na posição 1 e efetue a leitura do valor inicial da corrente, anotando seu valor. Calcule teoricamente o valor da corrente. Compare os valores teórico e experimental e calcule o desvio relativo das medidas. 6. Abra a chave K2 e dispare o cronômetro, fazendo pelo menos seis medidas de corrente e tempo. Com estes dados, construa uma tabela na folha de relatório. Repita mais duas vezes este procedimento. 7. Com o valor médio de cada tempo, construa um gráfico da corrente de carga em função do tempo em escala linear. 8. Repita os itens de 5 à 7 para a descarga, isto é, estando agora as chaves K1 e K2 na posição 2. Construa o gráfico no mesmo sistema de eixos. 9. Terminadas as operações, descarregue o capacitor e desligue o circuito. 10. Calcule a constante de tempo do circuito. 11. Como você pode obter a constante de tempo a partir do gráfico em escala linear? 12. Compare com o valor obtido no item 10 e calcule o desvio percentual. 13. Agora, utilizando escala logarítmica, construa o gráfico da corrente em função do tempo. 14. Como você pode obter a constante de tempo a partir deste gráfico? 15. Compare com o valor teórico obtido no item 10 e calcule o desvio percentual. unesp UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO” Campus de Bauru Nome: _____________________________________________ Curso: ___________________________________ RA: ______________ Data: ___/ ___/ ______ RELATÓRIO 8 – CIRCUITO RC CORRENTE CONTÍNUA Tensão utilizada: _________________ Corrente medida: _________________ Corrente teórica: _________________ Desvio: _________________ % Constante de Tempo (τ): ● Carga: I( ) t( ) t( ) t( ) tm ( ) ● Descarga: I( ) t( ) t( ) t( ) tm ( ) _________________ unesp UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO” Campus de Bauru ● Como você pode obter a constante de tempo a partir do gráfico em escala linear? Io: ___________ t: ___________ Desvio: __________% ● Como você pode obter a constante de tempo a partir do gráfico em escala logarítmica? Io: ___________ t: ___________ Desvio: __________% unesp UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO” Campus de Bauru ● Que sugestões você daria para que o experimento fosse melhorado?