UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO

CAMPUS DE SINOP

Bruna Samanda Ferneda

Gustavo Rodrigues Marques

Ladislau Nogueira de Sousa Neto

Relatrio de Laboratrio de Fsica III: Experimento com Capacitores

Sinop, Mato Grosso

2014/2

Bruna Samanda Ferneda

Gustavo Rodrigues Marques

Ladislau Nogueira de Sousa Neto

Relatrio de Laboratrio de Fsica III: Experimento com Capacitores

Relatrio tcnico apresentado como requisito parcial

para obteno de aprovao na disciplina Laboratrio

de Fsica III, no curso de Engenharia Civil, da

Universidade do Estado de Mato Grosso.

Prof.: Taimara Passero.

Sinop, Mato Grosso

2014/2

RESUMO

Este trabalho apresenta uma anlise de um experimento de carregamento de

um capacitor, seus conceitos, suas expectativas e os relatos dos resultados finais na

viso do estudo da Fsica Eletrosttica.

Palavras-chave: Capacitor. Eletrosttica. Capacitncia. Circuito Eltrico. Tenso

Eltrica. Van der Graaff. Dieltrico. Condutividade. Isolamento eltrico. Carga

eltrica.

SUMRIO

1 INTRODUO......................................................................................................4

2 DESENVOLVIMENTO.......................................................................................5

2.1 Objetivos....................................................................................................................6

2.2 Metodologia...............................................................................................................6

2.3 Procedimentos Experimentais...................................................................................7

3 CONCLUSES............................................................................................................10

4 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS...................................................................11

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1 INTRODUO

Foi empreendido neste trabalho, visando-se observar as propriedades

eltricas da Fsica presentes no funcionamento de um aparelho capacitor, a

construo amadora de tal aparelho e seu carregamento eltrico em uma

experincia com um gerador de Van Der Graaff, e relata-se aqui as concluses

tomadas.

Ao lidar com o manuseio e aparelhamento de materiais bsicos e

acessveis, tm-se uma noo mais palpvel e aplicada da realidade tratada

nos estudos desenvolvidos no experimento, construindo uma viso cientfica a

partir das propriedades naturais observveis, de maneira bem consolidada.

Entrando em contato com o conhecimento da dinmica fsica da

eletrosttica e do eletromagnetismo, aprimora-se, dessa forma, como o

objetivo deste trabalho, os conceitos acerca do comportamento natural de

componentes fsico-qumicos tais como prtons, eltrons e fenmenos como o

campo magntico, a condutividade, resistncia e capacitncia.

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2 DESENVOLVIMENTO

Um ponto fundamental deste projeto foi o estudo do funcionamento de um

capacitor. Um capacitor um dispositivo que, acoplado a um circuito eltrico consegue

armazenar carga em seu interior. Na sua constituio h duas peas que se chamam

de armaduras ou placas e, entre elas, o chamado material dieltrico. Dieltrico uma

substncia isolante que possui alta capacidade de resistncia ao fluxo de corrente

eltrica. Ela isola eletricamente uma placa da outra.

denominada capacitncia C a propriedade que os capacitores tm de

armazenar cargas eltricas na forma de campo eletrosttico, e ela medida atravs

do quociente entre a quantidade de carga (Q) e a diferena de potencial (V) existente

entre as placas do capacitor, matematicamente fica da seguinte forma:

=

No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de capacitncia o farad (F).

A capacitncia de um capacitor de placas paralelas, ao ser colocado um

material dieltrico entre suas placas, pode ser determinado da seguinte forma:

= 0

-o a permissividade do espao;

-A a rea das placas;

-d a distncia entre as placas do capacitor. (SILVA, 2013)

Basicamente, em seu funcionamento, o capacitor, ao estar conectado em uma

corrente eltrica, se encontra na situao de uma das placas estar voltada ao lado

cujo sentido da corrente eltrica as cargas chegam e a outra placa est voltada para o

sentido em que as cargas saem. Assim as placas so foradas, uma a ganhar carga

negativa da corrente e a outra a perder sua carga negativa, dessa forma ganhando

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uma tenso eltrica de voltagem igual da corrente cujo circuito est inserida,

podendo ento liberar posteriormente essa carga acumulada. (BRAIN, 2002)

2.1 Objetivos

Visa-se obter um ideia precisa da realidade prtica em que se tem a aplicao

dos fenmenos estudados. Com a construo do capacitor e seu carregamento,

analisado tudo o que espera-se cientificamente de suas caractersticas estruturais pr-

determinadas pela teoria e observa-se o que foi conseguido experimentalmente em

comparao com estas expectativas, assim se habituando com a as propriedades com

que se est lidando no aprendizado desta rea e tirando as devidas concluses.

2.2 Metodologia

Foi feita a pesquisa sobre o funcionamento e fundamento de um capacitor e os

fenmenos fsicos envolvidos, alm dos mtodos de montagem e materiais mais

acessveis recomendados.

Depois de construdo e disposto o dispositivo, tambm contou-se com a

disposio de um gerador de Van der Graaff, um multmetro e cabos condutores.

Desta forma, carregou-se o capacitor atravs do gerador de Van der Graaff e

depois mediu-se a tenso eltrica que se conseguiu adquirir.

A medio foi feita com o multmetro que consiste basicamente em um

equipamento relativamente moderno capaz de medir diversas caractersticas de uma

corrente eltrica em um ponto, como resistncia, corrente e tenso.

Para a montagem do capacitor utilizou-se os seguintes equipamentos:

2 folhas de papel alumnio com 15x15 cm

2 folhas de plstico filme com 15x15 cm

2 fios de cobre com 5 cm cada

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Fita adesiva

Para a montagem do capacitor com estes materiais so seguidos os seguintes

passos:

1 Cole, com a fita adesiva, um fio de cobre na extremidade

esquerda de uma das folhas de alumnio.

2 Cole, com a fita adesiva, o outro fio de cobre na extremidade

direita da outra folha de papel alumnio.

3 Una as duas folha de alumnio com uma folha de plstico filme

entre elas.

4 Dobre as duas folhas de alumnio ao meio.

5 Utilize a outra folha de plstico filme para isolar o capacitor,

colando-a sobre o papel alumnio.

6 Em seguida dobre mais uma vez ao meio.

2.3 Procedimentos Experimentais

Consistindo o aparelho de Van der Graaff em um equipamento capaz de

acumular carga em um bulbo externo (atravs de induo por uma tira condutora

carregada rotacionada ciclicamente) utilizou-se de tal equipamento, que oferecia

sadas e cabos j includos para ligar seus plos positivos e negativos ao capacitor e

fech-los em um circuito eltrico.

De tal modo, esperou-se o carregamento por um tempo razovel de seu

funcionamento, a saber-se que um aparelho simples de Van der Graaff pode gerar

relativamente grandes cargas em pouco tempo, e observou-se qual tenso eltrica foi

conseguida pelo carregamento do capacitor. Que no caso especfico deste

experimento, foi de 127V, ao ser medido pelo multmetro.

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Fotografia 1. Gerador de Van der Graaf utilizado.

Acervo Pessoal.

Fotografia 2. Capacitor montado.

Acervo Pessoal.

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Fotografia 3. Multmetro e cabos utilizados.

Acervo Pessoal.

Imagem 1. Funcianmento de gerador de Van der Graaff.

(A-Level Physics Tutor).

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3 CONCLUSES

V-se desta maneira que por equipamentos e materiais relativamente simples

nos dias de hoje, pode-se montar uma experincia com a verificao rpida e eficaz

de vrias caractersticas fsicas existentes na conjuntura do eletromagnetismo como a

que foi proposta neste experimento.

Assim sendo, a anlise dos dados e da relao entre os materiais e seus

fenmenos denuncia o comportamento de sua estrutura fsica sob a viso fsico-

qumica de condutividade, isolamento e carregamento de eltrons e o seu

comportamento prtico na combinao de componentes e um ambiente favorvel

sua observao cientfica.

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4 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

SILVA, Marco Aurlio da. Capacitores. Disponvel em: <

http://www.brasilescola.com/fisica/capacitores.htm>. Acesso em 05/11/2014, s

13h35min.

BRAIN, Marshall. Como funcionam os capacitores. Disponvel em: <

http://tecnologia.hsw.uol.com.br/capacitor1.htm>. Acesso em 05/11/2014, s

14h10min.

A-Level Physics Tutor. Eletrostatic Fields 2. Disponvel em: http://www.a-

levelphysicstutor.com/field-elect-2.php >. Acesso em 05/11/2014, s 15h10min.