b) Quando a fonte desliga em observamos que a tensão no resistor inverte a polaridade. Qual a explicação para esse efeito?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão fala sobre o que acontece com a tensão no resistor quando a fonte de energia é desligada em . A matéria envolvida aqui é circuitos elétricos, mais especificamente o comportamento de componentes como resistores e indutores em circuitos com fontes que ligam e desligam. Para resolver, vamos precisar entender como a energia armazenada em um indutor pode afetar a tensão no resistor quando a fonte é desligada.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que um indutor armazena energia na forma de campo magnético quando a corrente passa por ele. A fórmula para a energia armazenada em um indutor é:
onde é a indutância e é a corrente.
Passo 3
Quando a fonte é desligada, a corrente que estava passando pelo indutor não pode mudar instantaneamente. Isso acontece porque um indutor resiste a mudanças na corrente. Para manter a continuidade da corrente, o indutor gera uma tensão.
Passo 4
A tensão gerada pelo indutor segue a lei de Lenz, que nos diz que a direção da tensão será tal que tenta manter a corrente no mesmo sentido. Isso pode fazer com que a tensão no resistor inverta a polaridade em relação ao que era quando a fonte estava ligada.
Passo 5
Portanto, quando a fonte é desligada, a energia armazenada no indutor é liberada, causando uma tensão reversa no resistor. Essa inversão de polaridade é uma consequência direta da tentativa do indutor de manter a corrente constante.
Resposta
A tensão no resistor inverte a polaridade quando a fonte desliga porque a energia armazenada no indutor é liberada, fazendo com que a tensão gerada pelo indutor tente manter a corrente no mesmo sentido, resultando na inversão da polaridade da tensão no resistor.