A carga elétrica (Q) armazenada por um capacitor (C) é dada por: Q = C.V . Onde: C é a capacitância em Faraday, V é a tensão elétrica em Volts e a unidade de carga elétrica é Coulomb.
Exemplo: Q = 100µF x 12V = 1200µC.
A energia elétrica armazenada pelo capacitor será: W = C.V.V / 2 => w = 100µ.12.12/ 2 => w = 100.10-6.144 / 2 => W = 0,0072 joule.
Para carga e descarga de capacitores usamos o circuito da figura 01. A função do resistor R é controlar o tempo de carga do capacitor. O tempo de carga depende diretamente do produto RC.
Para o circuito temos R = 100.000 R e C=0,000100 F, logo:R.C = 100.103. 100.10–6 => R.C =10000.10–3 = 10 segundos.
Após uma constante de tempo RC, o capacitor carrega com 63,2% da tensão da fonte ( Vc = 63,2% de V ).Após 5.R.C, o capacitor está praticamente carregado com a tensão da fonte (99,3% de V ).t = 5.R.C = 5. 100.103. 100.10–6 => t = 50000.10–3 segundos => t = 50 segundos
Para controlar o tempo de descarga liga-se um resistor em paralelo com o mesmo. A função do resistor R é controlar o tempo de descarga do capacitor e este depende diretamente do produto RC.
Após uma constante de tempo RC, o capacitor perde 63,2% da sua carga.(ainda tem 36,8% da carga inicial).
Após 5.R.C, o capacitor estará praticamente descarregado. (terá somente 0,7% da carga inicial). Com a chave na posição 1, o capacitor carrega através do resistor R1 e com a chave na posição 2 descarrega através do resistor R2. Se R1 = R2, o tempo de carga é igual ao tempo de descarga.Para a carga e a descarga tem-se uma função exponencial. No início do processo, a tensão varia rapidamente num pequeno intervalo de tempo e no final do processo, a tensão varia lentamente num grande intervalo de tempo.
Parte Prática: Monte o circuito e com o capacito descarregado, acione a chave e o cronômetro. Determine e anote o instante em que cada tensão for atingida, anote os valores em uma tabela.
| Vcc = 10 Volts | Resistor = 100 KW | Capacitor = 10 mF | RC = | |||||||
| Volts (V) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| Tempo (s) |
Fonte e credibilidade:
http://eletricidadebasicai.blogspot.com/2019/04/aula-15-carga-e-descarga-de-capacitor.html