Um circuito é constituído por um resistor
série com um indutor de
e um capacitor de 10 microfarad em paralelo. Quando alimentado com tensão continua é percorrido por uma corrente de 2 A. Calcule: b) as correntes em cada elemento do circuito e a corrente que passa pela fonte;
Passo 1
Vamos entender o que a questão está pedindo. Temos um circuito com um resistor, um indutor e um capacitor. Precisamos calcular as correntes que passam por cada um desses componentes e também a corrente total que vem da fonte de alimentação. Para isso, vamos utilizar conceitos de circuitos de corrente contínua (DC) e como resistor, indutor e capacitor se comportam nesse tipo de circuito.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar como cada componente se comporta em um circuito de corrente contínua (DC) em regime estacionário (ou seja, depois que o circuito já está funcionando normalmente e as correntes não estão mais mudando):
- Resistor (
): Segue a lei de Ohm, que relaciona a tensão ( ), a corrente ( ) e a resistência ( ):
- Indutor (): Em DC, depois que o circuito se estabiliza, o indutor age como um fio sem resistência, ou seja, ele não “resiste” à passagem da corrente.
- Capacitor (): Em DC, depois de um tempo, o capacitor age como um circuito aberto, o que significa que ele bloqueia a passagem da corrente.
Passo 3
Agora, vamos analisar o circuito dado:
- Resistor (
) = 600 Ω - Indutor (
) = 2 H - Capacitor (
) = 10 μF
O resistor e o indutor estão ligados em série, e esse conjunto está em paralelo com o capacitor. Sabendo que a fonte fornece uma corrente de 2 A, vamos descobrir como essa corrente se divide nos diferentes componentes.
Passo 4
Como estamos lidando com corrente contínua em regime estacionário:
- O indutor age como um curto-circuito, então a tensão sobre ele é 0 V.
- O capacitor age como um circuito aberto, então a corrente que passa por ele é 0 A.
Isso significa que toda a corrente fornecida pela fonte (2 A) passa apenas pelo resistor e pelo indutor.
Passo 5
Vamos calcular a tensão no resistor usando a lei de Ohm:
Sabemos que a corrente que passa pelo resistor (
) é a mesma que passa pelo indutor, que é 2 A. Então:
Como o indutor está em série com o resistor e a tensão sobre ele é 0 V, a tensão total fornecida pela fonte também é 1200 V.
Passo 6
Agora, vamos determinar a corrente em cada componente:
-
Resistor (
): Já sabemos que a corrente é 2 A. -
Indutor (
): Como ele está em série com o resistor e a tensão sobre ele é 0 V, a corrente também é 2 A. -
Capacitor (
): Como ele age como um circuito aberto em DC estacionário, a corrente que passa por ele é 0 A.
Resposta
As correntes são:
- Resistor:
- Indutor:
- Capacitor:
A corrente que passa pela fonte é 2 A.