PROFESSOR: RUY GUILHERME CASTRO DE ALMEIDA

ALUNO: ALÍPIO CARAM JAIME NETO Mat. 1440020

CURSO: Bacharelado em Engenharia Elétrica

DISCIPLINA: Física Geral II

TURMA: K2NA

DATA DA ATIVIDADE / EXPERIÊNCIA: 22/09/2014

TÍTULO DA ATIVIDADE:

CAPACITOR DE PLACAS PARALELAS E SUA CAPACITÂNCIA

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1 - OBJETIVO DA ATIVIDADE:

Medir a capacitância de um capacitor de placas paralelas utilizando um Capacímetro Digital, e compara a medição com o valor calculado, considerando uma distancia de 10mm entre as placas.

2 - MATERIAL UTILIZADO NA ATIVIDADE:

01 - Conjunto Capacitor variável de placas paralelas EQ065D, Fabricante: CEDEPE; com as seguintes características: 01 base principal com escala milimetrada ajustável; 01 carro fixo; 01 carro móvel; 02 placas condensadas fixas arredondadas.

01 - Capacímetro HCP-100 completo com cabos,Fabricante: HIKARI;

01 - Paquímetro milimetrado

3 - RESUMO TEÓRICO (INTRODUÇÃO):

O capacitor também chamado de condensador, é um dispositivos de circuito elétrico que tem como função armazenar cargas elétricas e conseqüente energia eletrostática, ou energia potencial elétrica. Armazenam cargas elétricas de mesmo valor absoluto porém de sinais contrários, sendo constituído de duas peças condutoras que são chamadas de armaduras, podendo ser esféricos, cilíndricos ou planos dependendo do circuitos onde vão ser empregados. Entre as armaduras existe um material que é chamado de dielétrico. Dielétrico é uma substância isolante que possui alta capacidade de resistência ao fluxo de corrente elétrica.

Os capacitores são muito utilizados Industrialmente, onde constituem inúmeros circuitos eletrônicos são amplamente aplicados como por exemplo em computadores, televisores, flashes de máquinas fotográficas, etc. 

O capacitor elétrico funciona com base no acúmulo de cargas em suas placas. Quando é aplicada uma voltagem em seus terminais uma placa atrai elétrons para a outra placa e uma parte da voltagem fica armazenada no capacitor. Um capacitor permite que transite livremente correntes alternadas de alta freqüência, mas tem dificuldade para dar passagem às correntes

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de baixa freqüência e é praticamente um isolante para corrente contínua. 

Os capacitores são usados também em circuitos de ressonância em radiofreqüência, são usados para passagem de sinais de áudio de uma etapa para outra e em aparelhos eletrônicos os capacitores eletrolíticos são empregados em fontes de alimentação. A unidade de medida dos capacitores é o Farad em homenagem ao físico do século 19 de nome Faraday.

A capacitância C a propriedade que os capacitores têm de armazenar cargas elétricas na forma de campo eletrostático, e ela é medida através do quociente entre a quantidade de carga (Q) em Coulombs e a diferença de potencial (V) existente entre as placas do capacitor em volts, matematicamente fica da seguinte forma:

No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de capacitância é o farad (F), no entanto essa é uma medida muito grande e que para fins práticos são utilizados valores expressos em microfarads (μF), nanofarads (nF) e picofarads (pF).

A capacitância de um capacitor de placas paralelas, ao ser colocado um material dielétrico entre suas placas, pode ser determinado da seguinte forma:

C = E O x A d .

Onde:

εo - é a permissividade elétrica do meio material;

A - é a área das placas;

d - é a distância entre as placas do capacitor.

4 - PROCEDIMENTO:

Primeiramente foi colocado o conjunto Capacitor variável de placas paralelas EQ065D, Fabricante: CEDEPE em cima de uma bancada, logo depois utilizando o carro móvel do conjunto foi afastadas uma placa da outra com distância d igual a 10 mm(milímetros).

Com auxiliar de um Capacímetro foi medida a capacitância C do capacitor de placas paralelas encontrado o valor de Cmedida = 7,9 pF.

Em seguida foi feita a medição do diâmetro e conseqüentemente do raio das placas arredondadas onde se obteve os valores de D = 99,97 mm (milímetros) e r = 49,985 mm (milímetros)

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Com posse destes dados calculou-se a capacitância teórica Cteórica obtendo se o valor de 6,986073839 x 10-12 F ou aproximadamente 7pF, para poder compara com valor medido com Capacímetro e relatar as devidas conclusões.

Cabe eclipsar que o valor da permissividade elétrica do meio material (ar) utilizado na experiência foi 8,9048 x x 10-12 C2 /N.m2

5 - TRATAMENTO DOS DADOS:

Abaixo estão relacionados às formulas para melhor entendimento da experiência, bem como a tabela com os dados de anotações obtidas e demonstrações dos cálculos.

TABELA DE DADOS OBTIDOS NA EXPERIÊNCIADIÂMETRO DAS PLACAS RAIO DAS PLACAS ÁREA DAS PLACAS CAPACITÂNCIA CÁLCULADA

99,97 mm 49,985 mm 6,986073839 x 10-12

0,0997 m 0,049985 m 0,00784529 m2 7 pF

* DEMONSTRAÇÃO DA FÓRMULA E CÁLCULO:

A=π r2

A = 3,14 x (0,0049985)2

A = 0,00784529 m2 ou 7,84529 x 10-3 m2

C = E O x A d .

C = 8,9048 x x 10 -12 X 7,84529 x 10 -3 1 X 10-2

C = 6,986073839 x 10-12 F ou 7 pF

Cálculo do Erro:

ε = C teórica – C medida x 100 C teórica

ε = 7,9 – 7 x 100 7,9

ε = 11,39 %CONCLUSÃO:

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1- De modo geral pode-se dizer que a atividade experimental foi satisfatória apesar da capacitância medida divergir do valor da capacitância teórica calculada, ficando o erro entre as Capacitâncias dentro de uma margem aceitável;

2- Notou-se também que o erro ficou dentro da margem considerável, devido o valor medido do diâmetro das placas estar próximo ao valor real, bem como os ajustes de medição feita com Capacímetro estarem próximo a realidade, apesar das habilidades psicomotora como: velocidade de reação, coordenação, equilíbrio, percepção espaço-temporal, agilidades e outros característica que cada individuo tem serem diferentes;

3 - Neste relatório verificamos algumas das características dos capacitores de placas paralelas e principalmente o quanto o material dielétrico utilizado entre as placas e a distância entre estas, influenciam no valor da capacitância.

A partir dos resultados dos experimentos, observamos que quanto maior for o valor da constante dielétrica do material utilizado como isolante entre as placas, maior será a capacitância do capacitor, isto é muito importante para as indústrias, pois elas estão sempre à procura de soluções que minimizem a quantidade de material empregado e também seus custos.

7 - REFERÊNCIAS BIBIOGRÁFICAS:

- Fundamentos de Física 2 Halliday, Resnick, Walker 4ª Edição, LTC, 1996

- www.infoescola.com › Física › Eletromagnetismo › Eletrônica

- www.infoescola.com › Física › Eletromagnetismo › Eletrônica

- www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/.../capacitores.php

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