Medida de Umidade Relativa do Ar Através de Circuito Elétrico Ressonante.
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Medida de Umidade Relativa do Ar Através de Circuito
Elétrico Ressonante.
• Projeto de conclusão de curso – FAP214 - Física Experimental 4
• Instituto de Física - Universidade de São Paulo
• Prof. Dr. Nemitala Added
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Motivação
• Aplicação dos conceitos de circuitos elétricos à Física experimental
• A importância da UR para setores como saúde pública, bem-estar e agricultura.
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Objetivos
• Medir a umidade relativa do ar utilizando um circuito RLC
• Verificar a confiabilidade do método utilizado
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Introdução Teórica
• A umidade relativa avalia a quantidade de vapor que uma determinada parcela de ar pode absorver.
• e = pressão de vapor
• es = pressão de saturação
%100se
eUR
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O sensor de umidade
(a) substrato de vidro (b) eletrodo principal
(c) camada de polímero sensível à umidade
(d) eletrodo de conexão (e) eletrodo poroso de metal
d
AC RH .. 0
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O circuito RLC
• Medimos ressonância em energia
VL C
R 01
LC
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Descrição Experimental• O aparato experimental
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Descrição Experimental
• O processo de medição
Sais utilizados Umidade relativa
ClLi 11,9%
Mg(NO3) 52,3%
NaCl 75,3%
K2SO4 97%
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Resultados e Análise de Dados
28000 28500 29000 29500 30000 30500 31000 31500 32000 32500350
400
450
500
550
600
650
700
750
800Freqüência de ressonância para o NaCl
Ten
são
(mV
)
Freqüência (Hz)
28500 29000 29500 30000 30500 31000 31500 32000 32500 33000
350
400
450
500
550
600
650
700
750
Freqüência de ressonância para o Mg (NO3)
Ten
são(
mV
)
Freqüência (Hz)
Curvas de ressonância obtidas para as diferentes soluções salinas
29000 29500 30000 30500 31000 31500 32000 32500 33000 33500
350
400
450
500
550
600
650
700
Freqüência de ressonância para o Cl Li
Ten
são
(mV
)
Freqüência (Hz)
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Ajuste gaussiano em torno do ápice das curvas de ressonância obtidas
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Medida da UR no ambiente do laboratório e respectivo ajuste
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A dependência entre Umidade Relativa e freqüência
f0 (Hz) UR (%) sigma30451 75,3 3,130823 52,3 4,730066 97 4,231404 11,9 6,130993 39,34 2,2
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O Fator de Qualidade
0Q
• ClLi: Q= 8,79 (6);R= 785 (68) Ω
• K2SO4: Q= 7,777 (34); R= 850 (73) Ω
• MgNO3: Q= 8,631 (45); R= 785 (67) Ω
• NaCl: Q= 9,807 (38); R= 683 (59) Ω
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ConclusãoMedida ambiente: UR=39,3±2,2%.
Dados do IAG.
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• Verificamos uma compatibilidade dos valores, indicando que o modelo utilizado descreve muito bem o experimento.
• Discrepância entre as resistências usadas no circuito. No entanto, não foi identificada nenhuma causa para tal fenômeno. – Aprimoramento do método de medição (fator
de qualidade para o circuito).
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Agradecimentos
• Ao Prof. Dr. Nemitala Added
• Ao Felipe