Enunciado

Se v (0^-) = 2,5 V , calcule i ( 0^+ ) e d i (0^+) // d t .

Passo 1

Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!

Vamos lá, vamos analisar para t = 0^- , que é o tempo antes da chave abrir, como está em regime permanente, o indutor se comporta como um curto circuito, logo, no segmento em que o indutor está teria apenas o fio. O problema quer descobrir i ( 0^+ ) , e a corrente no indutor não varia de maneira brusca, logo

i (0^-) = i (0) = i ( 0^+ )

Logo, para o intervalo de t = 0^- , nós temos a seguinte configuração de circuito:

Agora, nós queremos saber das correntes que passam pelos resistores R 1 e R 2 , vamos chamar por i_1 e i_2 respectivamente. No nó do indutor, as correntes i_1 e i_2 estão entrando no nó e a corrente do indutor está saindo do nó, logo:

i_L = i_1 + i_2

Ok, agora vamos descobrir as duas correntes, para i_1 temos uma fonte de tensão e um resistor, como são elementos lineares, podemos usar a Lei de Ohm para fazer os cálculos, com isso, nós obtemos o seguinte resultado

v = R i

Substituindo os valores, nós temos que

10 = 1000 * i -> i = (10)/(1000) = 10 m A

Vamos analisar a corrente i_2 , a fonte de corrente passa pelo nó do resistor R 2 , com isso, temos que pegar o paralelo com o resistor de 500 omega , com isso, nós temos que

i_2 = (10 m A)/(2) = 5 m A

Logo, i_L será igual a

i_L = 10 m A + 5 m A = 15 m A

Passo 2

Para o caso de t = 0^+ , nós temos a seguinte configuração de circuito

Usando a LKC no nó, temos que

10 m A + i_3 = 15 m A

Sendo que a corrente no indutor não muda, logo

i_L (0^-) = i_L (0^+) = 15 m A

Com isso, podemos descobrir a tensão no resistor R 2 , com isso

v_x = 500 xx i_3 = 500 xx 5 m A = 2,5 V

E no caso de R 1 ...

v_y = 500 xx i_2 = 500 xx 15 xx 10^(- 3) = 7,5 V

Passo 3

Para encontrar a tensão no indutor, vamos fazer a LKT na malha, com isso, nós temos que

v_3 + v_2 + v_L = 0

Logo

v_L = - v_2 - v_3

Substituindo os valores, nós temos que

v_L = - 7,5 - 2,5 = - 10 V

Revisitando a fórmula para o indutor, nós temos que

v_L = L (d i_L)/(d t)

Então

(d i_L (0^+))/(d t) = (v_L)/(L)

Fazendo a substituição de valores, percebemos que

(d i_L (0^+))/(d t) = - (10)/((1)/(2)) = - 20 (V)/(s)

Resposta

i_L (0^+) = 15 m A

(d i_L (0^+))/(d t) = - 20 V // s

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