Um capacitor está inicialmente descarregado. No instante , o capacitor é ligado em série a um resistor e a uma bateria. A energia do capacitor aumenta, atingindo um valor quando .
No instante igual à constante de tempo , a energia armazenada no capacitor é dada por:
;
;
;
;
;
Passo 1
A energia armazenada no capacitor é dada por:
Durante o carregamento do capacitor, a carga no mesmo varia de acordo com a equação:
Passo 2
Quando , a carga no capacitor é dada por:
Logo, a energia armazenada no mesmo será:
Passo 3
Para , a carga no capacitor será:
Assim, a energia armazenada no capacitor será:
Substituindo a expressão que encontramos no Passo 2:
Assim a resposta certa é a letra .
Resposta
;
Exercícios de Livros Relacionados
O capacitor C da Figura 25-49 está inicialmente descarregado. Logo após o interruptor S ser fechado, (a) a tensão em C é igual a E, (b) a tensão em R é E. (c) a corrente no circuito é zero, (d) ambas
O circuito mostrado na figura abaixo é uma ponte de Wheatstone e o resistor variável está sendo usado como um potenciômetro de fio deslizante. A resistência R 0 é conhecida. Esta “ponte” PE usada para
Mostre que a Equação d Q d t = ℇ C - Q R C ℇ pode ser reescrita como d Q ℇ C - Q = d t R C ℇ . Integre esta equação para derivar a solução dada pela Equação Q f ( 1 - e - t / R C ) .
No circuito mostrado na figura abaixo, o capacitor tem capacitância de 2.50 μ F e o resistor tem resistência de 0.500M Ω . Antes de a chave ser fechada, a queda de potencial no capacitor é 12.0V , com
A Fig. 27-67 mostra dois circuitos com um capacitar carregado que pode ser descarregado através de um resistor quando uma chave é fechada. Na Fig. 27-67a, R 1 = 20,0 Ω e C 1 = 5,00 μ F . Na Fig. 27-67