Quando a chave do circuito é fechada, a lâmpada torna-se brilhante num curtíssimo intervalo de tempo imperceptível e depois gradualmente vai apagando. A interpretação para isto é que a bateria estabelece um campo elétrico no circuito quase que instantaneamente.
Passo 1
Vamos começar entendendo o que o exercício está dizendo. Quando fechamos a chave de um circuito elétrico, a lâmpada acende muito rapidamente e depois começa a apagar gradualmente. Isso acontece porque a bateria cria um campo elétrico no circuito quase que de imediato. Para resolvermos isso, vamos precisar entender conceitos de circuitos elétricos, campos elétricos e como a bateria interage com eles.
Passo 2
Primeiro, quando fechamos a chave do circuito, a bateria começa a fornecer energia elétrica. A bateria tem uma diferença de potencial (ou tensão) que impulsiona os elétrons a se moverem através do circuito. Esse movimento de elétrons é o que chamamos de corrente elétrica. A fórmula que relaciona tensão (V), corrente (I) e resistência ® é dada por:
Aqui,
é a tensão da bateria,
é a corrente elétrica e
é a resistência da lâmpada.
Passo 3
No momento em que a chave é fechada, o campo elétrico dentro do fio se estabelece quase que instantaneamente porque as ondas eletromagnéticas viajam muito rápido (praticamente à velocidade da luz). Esse campo elétrico é o que faz com que os elétrons comecem a se mover, criando a corrente elétrica que faz a lâmpada acender.
Passo 4
A razão pela qual a lâmpada apaga gradualmente está relacionada à presença de componentes que armazenam energia, como capacitores ou indutores, mesmo que não estejam explicitamente mencionados. Esses componentes podem causar uma redução gradual na corrente à medida que a energia armazenada é liberada ou dissipada no circuito. Também pode ser uma questão de aquecimento da lâmpada, que altera sua resistência e, consequentemente, a corrente.
Resposta
Então, quando fechamos a chave do circuito, a bateria estabelece um campo elétrico quase instantaneamente, fazendo a lâmpada acender rapidamente. Em seguida, devido à interação com componentes do circuito que armazenam e dissipam energia, a corrente diminui gradualmente, fazendo a lâmpada apagar aos poucos.
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