Experiências de Circuitos

2. Circuito RC

O objetivo desta experiência é determinar experimentalmente a constante de tempo de um circuito RC. Um circuito RC é formado por um condensador, com carga inicial, ligado a uma resistência. A constante de tempo do circuito é igual ao produto da capacidade C do condensador, vezes o valor R da resistência.

Ligue o condensador à fonte para carregá-lo e meça a diferença de potencial no condensador com o voltímetro. A diferença de potencial atinge rapidamente o seu valor estacionário, porque a resistência interna da fonte, r, é baixa e, como tal, a constante de tempo rC tem um valor baixo.

Retire os cabos de ligação da fonte, mantendo o voltímetro ligado ao condensador, para que o condensador descarregue através do voltímetro. Observe que a diferença de potencial diminui lentamente, porque a resistência do voltímetro, R, é muito elevada e, como tal, a nova constante de tempo, RC, é elevada.

Volte a carregar o condensador e prepare um cronômetro (pode usar o relógio no ambiente de trabalho do computador ou um telemóvel). Tome nota dos valores da diferença de potencial cada 20 ou 30 segundos, enquanto o condensador descarrega (o voltímetro deverá estar sempre na mesma escala, para não alterar a sua resistência interna). Faça uma tabela de valores da diferença de potencial no condensador em função do tempo.

Trace o gráfico da diferença de potencial em função do tempo e encontre o valor da constante de tempo: onde a tangente ao gráfico em t = 0 interseta o eixo do tempo. Meça o valor da capacidade diretamente no multímetro (entrada identificada por Cx) e com esse valor e a constante de tempo, determine o valor da resistência do voltímetro.