Arduino e MatLab - Estudo da curva de carga de um capacitor

    Conceitos básicos:

    Um capacitor é um dispositivo eletrônico capaz de armazenar energia elétrica. Tal armazenamento se dá em decorrência da existência de um dielétrico que separa as suas placas condutoras. 

    Definimos capacitância de um capacitor por uma grandeza que relaciona a quantidade de carga armazenada e a diferença de potencial propiciada nos seu terminais ou seja:

C = A/V

    Assim percebe-se que quanto maior o valor da capacitância maior será a sua capacidade de armazenamento de carga.

    A figura abaixo mostra um esquema para estudo da carga em capacitor. Na posição 1 a chave K comutadora possibilita carregar o capacitor através do circuito RC série e quando na posição 2 o capacitor é descarregado instantaneamente.

    Considere agora o seguinte procedimento; inicialmente conectamos a chave K na posição 2 de modo a descarregar por completo o capacitor C e em seguida conectamos na posição 1. No instante em que a chave comutadora K for ligada em 1, o capacitor começa a ser carregado através da corrente i, que circula pela resistência R, com a fonte previamente ajustada a um valor de tensão nominal E.

    A figura abaixo mostra um arranjo experimental simples em que um capacitor e uma resistência estão associados em séries utilizando como fonte de alimentação a tensão de saída +5 V na placa do Arduino. A tensão obtida nos terminais do capacitor em função do tempo foi analisada através da entrada analógica 0 do Arduino. Neste primeiro experimento associamos uma chave externa K, conectada aos terminais do capacitor, cuja função é descarregar totalmente o capacitor. Ao desligarmos a chave K o capacitor inicia sua carga e, sua tensão cresce exponencialmente com o tempo. 

 Material:

    - Arduino

    - Protoboard

    - Capacitor (qualquer valor)

    - resitor 1Kohms

    - Fios jumpers

    - Chave

 Códico:

delete(instrfind({'Port'},{'COM3'}));

clear all

clc

a=arduino('COM3');

passo = 1;

t = 1;

x1=0;

while true   

b = a.analogRead(0);

x1 = [x1,b];

area(x1);

grid on

drawnow;

end

 Vídeo:

 Referências bibliográfica: 

      - http://www.sbfisica.org.br/rbef/pdf/334503.pdf