Um capacitor de
inicialmente descarregado é conectado em série a um resistor de
e a fonte de fem
e que possui resistência interna desprezível. Imediatamente após a conexão do circuito, qual é
e) Depois de muito tempo após a ligação do circuito (depois de várias constantes de tempo), quais são os valores das quatro grandezas precedentes?
e) Depois de muito tempo após a ligação do circuito (depois de várias constantes de tempo), quais são os valores das quatro grandezas precedentes?
Passo 1
Vamos lá! O exercício fala sobre um circuito com um capacitor de
, um resistor de
e uma fonte de tensão de
. Queremos descobrir, depois de muito tempo ligado o circuito, quais são os valores de quatro grandezas que já discutimos antes. Para resolver isso, vamos precisar entender como capacitores e resistores se comportam em circuitos de corrente contínua (CC), especialmente em regime permanente, ou seja, depois que o circuito estabiliza.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que quando um capacitor está sendo carregado em um circuito com um resistor, a corrente que passa pelo circuito diminui com o tempo. A constante de tempo do circuito, que é
, nos ajuda a entender quanto tempo leva para o circuito alcançar um estado estável. A constante de tempo é dada por:
Onde:
Calculando
:
Isso significa que após várias constantes de tempo (digamos, após
), o circuito praticamente atinge o estado estável.
Passo 3
No estado estável (depois de muito tempo), o capacitor está totalmente carregado e age como um circuito aberto, ou seja, não permite mais a passagem de corrente. Portanto, a corrente no circuito será zero.
Passo 4
Como não há corrente passando pelo resistor, a queda de tensão no resistor também será zero. Lembrando que a queda de tensão no resistor é dada por:
Como
:
Passo 5
O capacitor, estando totalmente carregado, terá uma tensão igual à tensão da fonte, pois não há mais queda de tensão no resistor. Portanto:
Passo 6
Finalmente, a carga armazenada no capacitor pode ser calculada usando a relação:
Substituindo os valores:
Resposta
Depois de muito tempo após a ligação do circuito, os valores das quatro grandezas são:
- Corrente:
- Queda de tensão no resistor:
- Queda de tensão no capacitor:
- Carga no capacitor:
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Um capacitor de
inicialmente descarregado é conectado em série a um resistor de
e a fonte de fem
e que possui resistência interna desprezível. Imediatamente após a conexão do circuito, qual é
c) A carga no capacitor?
c) A carga no capacitor?
Um gerador de f.e.m.
e resistência interna
está alimentando um resistor de
. Determine:
c) o rendimento elétrico do gerador.
c) o rendimento elétrico do gerador.
Se três resistores, de
e
, estão ligados em série com uma fonte de 24 V , a corrente no resistor de
é
a) 12 A
b)
c)
d)
e)
a) 12 A
b)
c)
d)
e)
Um hemisfério com
de raio contém uma carga total de
. O fluxo de campo elétrico através da parte curva da superfície é
. Qual é o fluxo de campo elétrico através da parte plana?