O circuito mostrado contém um capacitor, uma bateria, um interruptor e uma lâmpada. Após o interruptor ser fechado por um longo período de tempo no circuito abaixo, o campo elétrico no fio é zero.
Passo 1
Vamos lá! Temos um circuito que inclui um capacitor, uma bateria, um interruptor e uma lâmpada. A questão fala que, depois de fechar o interruptor por muito tempo, o campo elétrico no fio se torna zero. Vamos usar os conceitos de eletricidade básica, especialmente sobre capacitores e circuitos em regime permanente, para entender por que isso acontece.
Passo 2
Primeiro, quando fechamos o interruptor, a bateria começa a empurrar elétrons através do circuito. Isso faz com que a corrente elétrica comece a fluir, iluminando a lâmpada e começando a carregar o capacitor. O capacitor é um componente que armazena energia na forma de campo elétrico entre suas placas.
Passo 3
Conforme o capacitor vai sendo carregado, a diferença de potencial (voltagem) entre suas placas aumenta. Essa diferença de potencial age contra a corrente que a bateria está tentando empurrar, diminuindo a corrente no circuito conforme o tempo passa.
Passo 4
Eventualmente, após um longo período, o capacitor fica totalmente carregado. Nesse ponto, a diferença de potencial no capacitor é igual à da bateria, e a corrente no circuito cai para zero porque não há mais necessidade de carregar o capacitor.
Passo 5
Quando a corrente é zero, significa que não há mais fluxo de elétrons no fio. Sem corrente, não há mudança no campo elétrico dentro do fio. Portanto, o campo elétrico no fio se torna zero quando o circuito atinge o equilíbrio, ou seja, após o capacitor estar totalmente carregado.
Resposta
Após fechar o interruptor por muito tempo, o capacitor está totalmente carregado e a corrente no circuito cai para zero. Consequentemente, não há mais fluxo de elétrons no fio, fazendo com que o campo elétrico no fio seja zero.