Estudo de Capacitores de Placas Paralelas e suas características físicas

Alunos: Guilherme F. Ruiz - 8539610

Herberthe Conde - 7580932 Luiz Fernando de C. Rodrigues - 7994576

Thais Damásio Quadros - 7994829 Mayara Yumi Ikeda - 8540373 Natalia Ballaminut - 7581680

1.1 Objetivos:

Medir a capacitância de um capacitor de placas planas paralelas, deteriminar a constante dielétrica de alguns materiais e analisar os processos de carga e descarga deste capacitor, comparando-o com os mesmos processos feitos à uma bateria.

1.2 Arranjo experimental:

Para medir a capacitância, erá utilizado um arranjo experimental onde o capacitor está ligado à uma fonte de Tensão/Corrente utilizada para carregá-lo, associado à um resistor, voltimetro e amperimetro, além de um cronometro. Para determinar a constante dielétrica, usaremos o mesmo arranjo descrito acima, porém, variando a distância entre as placas do capacitor. Para a análise do processo de carga/descarga do capacitor, utilizaremos um osciloscópio para a medidas elétricas do seguinte circuito (arranjo 3):

Para encontrar RC (arranjo 4):

E o arranjo 5 (método com o osciloscópio):

1.3 Fundamentos teóricos:

A capacitância determina a quantidade de carga que um capacitor consegue armazenar em relação a uma determinada tensão que lhe é aplicada. C=Q/U =i*t/U A capacitância também pode ser definida a partir das propriedades dos materiais que compõem o capacitor, a partir da fórmula: C=kA/d Onde k é a constante dielétrica do dielétrico utilizado entre as placas, é a permissividade elétrica do vácuo, A é a distância entre as placas e d é a distância entre as mesmas. Para o arranjo 3 sabemos que:

Onde Vc é a ddp do capacitor e Vr da resistência R

Para a descarga esperamos encontrar:

E para a carga:

1.4 Procedimento experimental: A capacitância será medida através da equação citada anteriormente, medindo a corrente e tensão em função do tempo e variando a distância d, para a medida da constante dielétrica do material entre as placas do capacitor e também com o auxilio de um capacimetro. Para encontrar o valores de RC, da qual a nossa hipótese teórica depende, fazemos a medida da resistência R ( U=R*i) aplicando a resistência diferentes tensões e correntes,eusamos C já visto anteriormente.

Para a análise do processo de carga/descarga, será medido a corrente e a tensão entre as placas do capacitor em relação ao tempo do arranjo 3. E utilizaremos também um osciloscópio para medir Vc e VR e um gerador de ondas quadradas (arranjo 5) para comparar com o método anterior.

1.6 Materiais necessários: Duas placas metálicas Fonte de tensão Osciloscópio Digital Resistências Multimetros Régua Cronômetro Capacímetro digital

1.7 Colaboração dos integrantes do grupo para a elaboração do projeto:

Thaís, Guilherme e Luiz: elaboração de idéias e discussão de diversas possibilidades de projetos, apontando falhas, inconveniências, alternativas para cada uma e redação do projeto. A tarefa dos experimentos será dividida igualmente entre os integrantes do grupo. 1.8 Bibliografia