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 = pressão de vapor

• es = pressão de saturação

%100se

eUR

O sensor de umidade

(a) substrato de vidro (b) eletrodo principal

(c) camada de polímero sensível à umidade

(d) eletrodo de conexão (e) eletrodo poroso de metal

d

AC RH .. 0

O circuito RLC

• Medimos ressonância em energia

VL C

R 01

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

28000 28500 29000 29500 30000 30500 31000 31500 32000 32500350

400

450

500

550

600

650

700

750

800Freqüência de ressonância para o NaCl

Ten

são

(mV

)

Freqüência (Hz)

28500 29000 29500 30000 30500 31000 31500 32000 32500 33000

350

400

450

500

550

600

650

700

750

Freqüência de ressonância para o Mg (NO3)

Ten

são(

mV

)

Freqüência (Hz)

Curvas de ressonância obtidas para as diferentes soluções salinas

29000 29500 30000 30500 31000 31500 32000 32500 33000 33500

350

400

450

500

550

600

650

700

Freqüência de ressonância para o Cl Li

Ten

são

(mV

)

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) UR (%) sigma30451 75,3 3,130823 52,3 4,730066 97 4,231404 11,9 6,130993 39,34 2,2

O Fator de Qualidade

0Q

• 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

ConclusãoMedida 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