ATPS FORMATADO calculo 3

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Construindo capacitores de placas plano-paralelas, riscadas com grafite sobre papel ou plástico

A grafite é um material condutor de eletricidade, sintetizado a partir da grafita natural e da argila, muito utilizado na confecção de peças aplicadas em situações onde contatos elétricos de baixo atrito devem ser mantidos entre partes móveis e fixas de determinadas máquinas, como alguns tipos de motores elétricos. Como a grafite está presente no âmbito escolar e doméstico, pois é usada para escrita e pintura, o seu uso é bastante acessível. Um desenho feito com lápis ou lapiseira de grafite sobre uma superfície isolante, como papel ou plástico, pode ser usado como fio de conexão, resistor, ou placa de um capacitor experimental, útil para uso em laboratórios didáticos econômicos de Física.

Cabe aqui um esclarecimento sobre o tipo de grafite comercial presente nos lápis e lapiseiras que utilizamos. As grafites são classificadas de acordo com dois critérios: a graduação e o diâmetro. O diâmetro é a espessura da grafite, e os valores mais conhecidos vão de 0,5mm a 1,0 mm, muito utilizados para escrita. Existem ainda grafites com diâmetros especiais, para aplicações específicas, como, por exemplo, 0,3mm, utilizadas no desenho técnico, e 5mm, para desenho artístico. A graduação indica o grau de dureza e de intensidade de preto da grafite, ou seja, se ela escreve mais escuro e macio ou mais claro e duro. Existem 14 graduações diferentes, do 6B até o 6H, em que por H entende-se Hard uma mina dura , por B entende-se Brand ou Black uma mina macia ou preta e por HB entende-se Hard/Brand uma mina de dureza média. As grafites que proporcionam traço mais escuro e macio (B) são indicadas para desenhos artísticos, sombreados e esboços em geral. As grafites que possuem traço médio (HB) são ideais para escrita e desenho. Já as grafites mais claras e duras (H), são indicadas para desenhos técnicos e uso em papel vegetal e poliéster. A Fig. 1 mostra uma série de traços com grafites variáveis.

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Fig. 1 - Exemplos de traçados com tipos diferentes de grafite

A técnica proposta para construção dos capacitores consiste em aplicar grafite sobre as faces opostas de uma mesma folha de material dielétrico e utilizar esses desenhos de grafite como placas de um capacitor. Alternativamente, a aplicação de grafite pode dar-se em folhas diferentes do dielétrico, nesse caso o capacitor será constituído pela superposição das faces não grafitadas destas folhas (ou seja, com as faces grafitadas voltadas para fora). Foi pego dois pedaços de material isolante (plástico ou papel) riscados com grafite em uma das faces. Um pedaço de cabo elétrico fino e flexível se prende a cada uma das partes grafitadas das placas com, por exemplo, um pedaço de fita colante. Quando esses dois pedaços são sobrepostos com os lados pintados para fora, pode-se medir uma capacitância apreciável com o auxílio de um multímetro com função capacímetro, bastando conectar sua entrada aos fios vindo das placas.

Os capacímetros acoplados a multímetros de baixo custo em geral não conseguem diferenciar correntes de fuga das correntes devidas à reatância capacitiva do capacitor sob medição. Para evitar falsos resultados é necessário prever margens grandes entre as partes grafitadas e as bordas da folha de dielétrico, evitando correntes superficiais indesejadas, e também evitar que as partes grafitadas encostem-se a superfícies que podem conduzir corrente elétrica, como mesas metálicas ou madeira úmida.

Pelo mesmo motivo é necessário que, durante a medição, não haja contato direto dos dedos com as superfícies grafitadas ou com os condutores desencapados, pois o corpo humano representa um meio condutor de eletricidade de resistência relativamente baixa, o que afeta grandemente o valor da capacitância indicada por esse tipo de medidor.

Os resultados podem ser afetados também por condução de corrente de fuga entre as placas, devido à umidade do papel, e até por finas camadas de grafite depositadas pelos dedos do experimentador nas margens do papel ou dos pedaços de plástico. Cuidados são necessários quanto a esse aspecto, em parte, pelo princípio de funcionamento dos capacímetros comerciais, que aplicam, em geral, um sinal elétrico alternado ao capacitor, e medem a corrente resultante. Quanto maior a capacitância, tanto maior será a corrente, e então uma escala numérica adequada é aplicada ao valor da corrente medida. Ocorre que, havendo um caminho elétrico alternativo, como o deixado por resíduos de grafite ou pela umidade do papel, haverá uma corrente excedente, e o medidor normalmente não a distinguirá da corrente devida à capacitância e fornecerá leituras equivocadas.

O papel empregado para a construção dos capacitores pode ser, em princípio, qualquer um, porém um papel muito fino, riscado com grafite de ambos os lados, geralmente apresenta microfissuras onde a grafite se deposita, produzindo contatos elétricos e correntes de fuga indesejáveis entre as faces. Cartolinas apresentaram bons resultados se comparadas com o papel fino, mas os melhores resultados, em termos de constância da capacitância ao longo do tempo, foram obtidos com dielétrico plástico, retirado de garrafas de refrigerantes PET, ou de copos descartáveis mais espessos. Esses mesmos experimentos mostraram que grafites moles são mais indicados para a pintura das placas.

NOTA: O relatório acima não foi realizado pelo grupo deste Trabalho, sendo extraído da internet em fonte desconhecida, o mesmo foi utilizado como base para entender um pouco mais sobre os conceitos e propriedades de Resistores e capacitores.

Resistores

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Resistor utilizado em eletrônica

Os resistores são encontrados em diversos aparelhos eletrônicos como, por exemplo, televisores, rádios e amplificadores.

Um resistor pode ser definido como sendo um dispositivo eletrônico que tem duas funções básicas: ora transforma energia elétrica em energia térmica (efeito joule), ora limita a quantidade de corrente elétrica em um circuito, ou seja, oferece resistência à passagem de elétrons.

Os resistores são fabricados basicamente de carbono, podendo apresentar resistência fixa ou variável. Quando os resistores apresentam resistência variável passam a ser chamados de potenciômetros ou reostatos.

Encontramos resistores mais comumente nos chuveiros