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Analise  de  Circuitos em Corrente Alternada - Aula03
  Capacitor em Corrente Continua

Carga do capacitor

 Descarga do capacitor

Experiência04

Bibliografia: 

Analise de Circuitos em Corrente Alternada - Rômulo O. Albuquerque - Editora Érica
Circuitos em Corrente Alternada - Rômulo  O. Albuquerque- Editora Érica

1.      Capacitor

  1.1. Introdução

  Um capacitor é um dispositivo usado para armazenar energia elétrica  na forma de campo elétrico. Ë constituído de duas placas metálicas planas e paralelas . Ao ser ligado a uma tensão, o capacitor ficará carregado com a mesma tensão da fonte, armazenando uma  carga Q cujo valor é função da tensão aplicada e de uma característica do capacitor chamada de capacitância ( C ).

Q =  U. C   onde  Q é especificado em Coulombs ( C )   U em Volts ( V ) e C é a capacitância especificada em Farads ( F ).

Desta forma se for aplicado uma tensão de 1V a um capacitor de capacitância de 1F a carga adquirida será de 1C.
  Devido à DDP aplicada entre as placas os elétrons se deslocam  da placa superior em direção da placa inferior e passando pela fonte. Quando a tensão  entre as duas placas for igual à tensão da fonte cessa o fluxo de elétrons .  Na prática  indicamos  o sentido  da corrente no sentido contrário ( corrente convencional )

  1.2. Carga do Capacitor

  Se for colocado uma resistência em série  com o capacitor,  o  tempo  para carregar aumenta, sendo proporcional à essa resistência. A Fig01 mostra o circuito e a Fig02 o gráfico da tensão em função do tempo. Uma medida da velocidade de carga ( ou de descarga ) é dada pela constante de tempo do circuito definida como sendo:

t( tau )  = R. C  como  sendo o tempo   que a tensão leva para  ir de zero até 63% da tensão da fonte 
( VCC ).( voltar )  

Capacitor se carregando

Fig01: Circuito de carga do capacitor

Fig02:  Curva de carga do capacitor

A equação que descreve  matematicamente a carga de um capacitor é:         vC(t) = VCC.(1 - e-t/ t )

onde  t= R.C  é a constante de tempo do circuito. Teoricamente  , de acordo com a equação, a carga total só acontecerá após um tempo infinito, mas na prática  bastam 4 constantes de tempo para considerarmos  o capacitor totalmente carregado ( Vc = 0,98.Vcc ).

 1.3. Descarga do Capacitor

Se um capacitor , inicialmente  carregado com uma tensão  E tiver as suas placas  colocadas em curto circuito, imediatamente o mesmo se descarregará. Se houver uma resistência em série com o capacitor o tempo  para descarregar aumentará, dependendo da constante de tempo do circuito ( t  ). Após um tempo igual à uma constante de tempo a tensão  em C cairá de   63% da tensão inicial, portanto cairá para 0,37.E após uma constante de tempo.A Fig03 mostra  o circuito e a Fig04 o gráfico da descarga.

Fig03: Circuito de descarga do capacitor

Fig04: Curva de descarga do capacitor

  Experiência  04 - Carga e Descarga do Capacitor  
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Abra o arquivo   ExpCA04 ,( o arquivo referente  a essa experiência  se encontra em Aula03CA ) identifique o circuito da Fig01  ( Acima ). Inicialmente com a chave L  na posição A  conectando  o capacitor à bateria de  10V ative o circuito. Acione o osciloscópio . Espere  que   a tensão em C atinja 10V. Dê uma pausa . Clique em ( pause ) .Em seguida   com a ajuda dos ponteiros  meça o tempo que a tensão leva para ir de 0V a 6,3V . Anote esse valor que corresponderá  a uma constante de tempo.

  Pressione a chave  L de forma  a  descarregar C através  da resistência de 20K como indicado na Fig03 ( Acima  ). Anote a forma de onda  na descarga. Considere  que o instante t=0 ( instante que a chave muda de posição ) é o instante que  C começa a se descarregar. Meça o tempo que a tensão  levará para  cair para 3,7V . Anote esse valor que corresponderá  a uma constante de tempo. ( voltar ).]

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