Resistor + capacitor
Capture o tempo.
A tensão do capacitor não muda instantaneamente. Observe a carga, desconecte a fonte e acompanhe a energia.
- RC · Circuito resistor–capacitor
- Resistor–capacitor. R significa resistência, C significa capacitância. Juntas determinam a rapidez da mudança da tensão do capacitor.
BANCADA DE EXPERIÊNCIAS
Muda as definições do circuito, prevê as leituras e verifica um desafio. São modelos educativos; cada lição explica os pressupostos.
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O resistor dita o ritmo.
Circuito RC ideal, 5 V. Ao desligar, o resistor se conecta ao comum para descarregar. Fuga e ESR ignoradas.
Módulo de atraso = resistor + capacitor. τ = R × C. Após τ, a tensão percorre cerca de 63% até o novo valor; após 5τ, mais de 99%. Na descarga, a energia vira calor no resistor. Sem caminho de descarga, o comportamento muda.
Dificuldade
Monte · Armazene carga
Ligue e espere a tensão do capacitor superar 3 V.
Precisa de uma dica?
10 kΩ e 100 µF dão uma constante de 1 segundo.
Explore · Desacelere o tempo
Escolha R e C para uma constante de 2–3 segundos. Inicie a carga.
Precisa de uma dica?
Converta kΩ em Ω e µF em F: 20 000 × 0,0001 = 2 segundos.
Resolva · Guarde e libere
Ajuste τ para 3–5 segundos. Carregue acima de 4 V, desconecte e verifique na descarga entre 1 e 3 V.
Precisa de uma dica?
Uma constante maior oferece mais tempo para verificar.
Leituras adicionais e receitas de circuitos
Dê ao circuito uma noção de tempo
Um capacitor armazena energia no campo elétrico entre condutores. Sua tensão não pode saltar instantaneamente sem um impulso de corrente. Com um resistor, transforma uma mudança brusca em curva suave: o circuito lembra seu estado recente.
τ = R × C → 10,000 Ω × 100 µF = 1 s
Para um degrau de 0 a Vs: Vc(t) = Vs × (1 − e^(−t/τ)). Na descarga para o terra: Vc(t) = Vstart × e^(−t/τ). Aqui, desligar conecta o resistor a 0 V para permitir a descarga.
63%, não 100%
Após uma constante de tempo, a carga a partir de zero chega a cerca de 63,2% da tensão final. Após cinco, chega a 99,3%.
A parte final é a mais lenta
Quando a tensão do capacitor se aproxima da fonte, sobra menos tensão no resistor. A corrente diminui e a carga desacelera.
A energia cresce com o quadrado
E = ½CV². Com a mesma capacitância, dobrar a tensão armazena quatro vezes mais energia.
Um erro que vale evitar
Desconectar tudo não é o mesmo que conectar ao terra. Um capacitor ideal isolado mantém sua carga. Capacitores reais têm fuga; uma carga adicional altera a curva de descarga.
Você dobra R sem mudar C. A carga fica…
- duas vezes mais lenta
- duas vezes mais rápida
- igual
Saiba mais
A constante R × C dobra. Alcançar a mesma fração da tensão final leva o dobro do tempo.
Memória lenta
Observe a tensão subir durante vários segundos.
τ = 4,4 s. Em cerca de 22 s, chega a 99,3% de 5 V.
Resposta rápida
Compare esta curva com a memória lenta.
τ = 0,10 s. Em meio segundo, o capacitor está quase carregado.