Associação de capacitores.
Objetivos gerais Ao término desta atividade o aluno aluno deverá ser capaz de: - o que é um capacitor; - definir a capacitância ( capacidade) de um capacitor; - reconhecer a unidade de capacitância no SI; - identificar uma associação de capacitores em série e em paralelo; - relacionar a expressão matemática que vincula a associação de capacitores à associação de resistores;
Introdução Da mesma forma como foi visto em outro experimento a necessidade de se associar resistências, também existe a necessidade de se estudar associações de capacitores. É comum encontrarmos em circuitos práticos, associações de capacitores em série ou em paralelo. Nesta experiência, serão observadas associações de capacitores em série e em paralelo.
Fundamentação teórica O que é um capacitor. O capacitor (ou condensador) é um dispositivo formado por duas placas paralelas, contendo um material dielétrico entre elas, cuja característica principal é que quando é aplicada uma diferença de potencial a essas placas, elas acumulam uma quantidade de cargas elétricas cujo valor é proporcional à diferença de potencial aplicada. A capacitância (capacidade) (capacidade) de um capacitor Quanto maior a diferença de potencial, maior a carga acumulada. A constante de proporcionalidade entre a carga adquirida e a diferença de potencial aplicada é chamada de capacitância ou capacidade(C) do capacitor, ou seja, podemos escrever a equação característica do capacitor. q= c.v A unidade de capacitância capacitância A unidade de capacitância no SI (Sistema Internacional) é o farad é uma unidade muito grande por isso os dispositivos que se encontram comercialmente são designados por submúltiplos de F, como o micro farad (1 µF = 10-6F) ou ainda picofarad (1 pF = 10 -12). A associação em serie de capacitores obedece a uma equação matematicamente semelhante com a de resistores em paralelo enquanto que a
associação em paralelo de capacitores obedece matematicamente semelhante à de resistores em série.
a
uma
equação
Associação em série. A capacitância equivalente (Ceq) de capacitores em série é calculada pela expressão (1). 1/Ceq=1/C1+1/C2 (1) Associação em paralelo A capacitância equivalente (Ceq) de capacitores em paralelo é calculada pela expressão (2). Ceq=C1+C2
(2)
O equivalente de uma associação em série de capacitores 1. Objetivos gerais Ao término desta atividade o aluno deverá ser capaz de: -medir a capacitância de um capacitor; -associar capacitor em série; -medir a capacitância equivalente de uma associação de capacitores em série; -calcular a capacitância equivalente de uma associação de capacitores em série.
2. Material necessário -01 quadro eletroeletrônico CC e AC vertical com painel isolante transparente; -02 conectores com capacitores de 220µF/16V; -01 conector com ponte elétrica; -02 cabos flexíveis com pinos de pressão para derivação; -01 cabo para capacímetro; -01 multímetro ( com seleção para capacímetro);
3. Procedimento experimental Plugue o conector com ponte elétrica aos bornes D1 e E1. Observando as polaridades, conecte o capacitor C1 aos bornes A1 e A2 e o capacitor C2 aos bornes H1 e H2 formando uma associação em série de capacitores.
Ajuste o multímetro para medir capacitâncias (capacímetros.) Conecte o capacimetro aos bornes D2 eE2, leia e anote a capacitância equivalente da associação. Com valores medidos de C1 e C2, calcule a capacitância equivalente da associação em série destes dois capacitores. Compare o resultado calculado com o valor medido para capacitância equivalente.
4. Resultados e discussão A capacitância equivalente da associação em série medido foi de 120,8 µF. Com os valores de C1 e C2 calculamos a capacitância em serie dos dois capacitores. Utilizamos C1=245µF e C2=236,7µF que foi o valor real medido dos capacitores e a expressão a seguir: 1/Ceq=1/C1+1/C2 Então com isso, obtivemos uma capacitância equivalente de 120,4µF. Observa-se que os valores calculados e o medido e são muito próximo, o esperado era que fosse igual essa diferença se deve a outros fatores que podem vir a interferir na capacitância de alguma maneira como as peças ou o circuito ou mesmo pela oxidação.
O equivalente de uma associação em paralelo de capacitores 1. Objetivos gerais. Ao término desta atividade o aluno deverá ser capaz de: - medir a capacitância de um capacitor; - associar capacitores em paralelo; - medir a capacitância equivalente de uma associação de capacitores em paralelo;
2. Material necessário. - 01 quadro eletroeletrônico CC e AC vertical com painel isolante transparente; - 02 conectores com capacitores de 220µF/16V; - 01 conector com ponte elétrica; - 02 cabos flexíveis com pinos de pressão para derivação;
- 01 cabo para capacímetro; - 01 multímetro ( com seleção para capacímetro);
3. Procedimento experimental Observando as polaridades, conecte C1 aos bornes E1 e E2 eC2 aos bornes F1 e F2, formando uma associação em paralelo de capacitores. Ajuste o multímetro para medir capacitâncias (capacímetro). Conecte o capacímetro aos bornes H1 e H2 (terminais da associação), leia e anote a capacitância equivalente da associação. Com os valores medidos de C1 e C2, calcule a capacitância equivalente da associação em paralelo destes dois capacitores. Compare este resultado calculado com o valor medido para capacitância equivalente.
4. Resultados e discussão A capacitância equivalente da associação em paralelo medido foi de 485µF. Com os valores de C1 e C2 calculamos a capacitância em paralelo dos dois capacitores. Utilizamos C1=245µF e C2=236,7µF que foi o valor real medido dos capacitores e a expressão a seguir: Ceq=C1+C2 Então com isso, obtivemos uma capacitância equivalente de 481,7µF. Observa-se que os valores calculados e o medido deram uma diferença de 3,3µF essa diferença se deve a outros fatores que podem vir a interferir na capacitância de alguma maneira como as peças ou o circuito ou mesmo pela oxidação.
Conclusão Portanto pode-se observar que para a associação em serie de capacitores obedece a uma equação matematicamente semelhante com a de resistores em paralelo e enquanto que a associação em paralelo de capacitores obedece a uma equação matematicamente semelhante à de resistores em série, alem disso observou-se que as capacitâncias equivalentes medidas e calculadas deram bastante próximas, mais o esperado era que fosse igual esse resultados diferente podem ocorre devido a fatores do circuito ou das peças que podem apresentar alguma diferença.
Referência bibliográfica Halliday, D., Resnick, R., Walker, J. – “Fundamentos de Física 3” - São Paulo: Livros Técnicos e Científicos Editora, 4a Edição, 1996
UNIVERSIDADE ESTADUAL VALE DO ACARAÚ – UVA Centro de Ciências Exatas e Tecnologia – CCET Disciplina: Laboratório de Eletricidade e Magnetismo Professor: Emerson
Associação de capacitores
Aluna: Antonia Samia Pereira Peres Curso: Licenciatura em Física Matrícula:07100007/N36 Turma: 7º período
SOBRAL – CE Abril / 2013
