Considere o circuito LC, composto por um capacitor de capacitância
e um indutor de indutância
, conforme responda as perguntas a seguir:
(a) Explique conceitualmente em no máximo 5 linhas o que acontece quando a chave
está fechada e B está aberta e na situação em que a chave
está aberta e a chave B está fechada.
(a) Explique conceitualmente em no máximo 5 linhas o que acontece quando a chave
Passo 1
Primeiro, vamos resumir o que a questão está pedindo. Temos um circuito LC, que consiste em um capacitor com capacitância $ C $ e um indutor com indutância $ L $. O exercício quer que expliquemos, de forma conceitual, o que acontece no circuito em duas situações diferentes: quando a chave A está fechada e a B está aberta, e quando a chave A está aberta e a B está fechada. Para resolver, vamos precisar entender como capacitores e indutores armazenam energia e como eles interagem em um circuito.
Passo 2
Quando a chave A está fechada e a chave B está aberta, a corrente pode fluir do capacitor para o indutor. Nesse estado, o capacitor está carregando energia elétrica armazenada em forma de campo elétrico. O indutor está pronto para armazenar energia em seu campo magnético quando a corrente começar a fluir através dele. Com a chave B aberta, o circuito está completo entre a chave A, o capacitor e o indutor.
Passo 3
Agora, quando a chave A está aberta e a chave B está fechada, o caminho direto entre a chave A e o capacitor é interrompido. Isso força a corrente a fluir através do indutor e do capacitor em um caminho alternativo. Neste cenário, o indutor libera a energia armazenada em seu campo magnético, que é transferida para o capacitor, aumentando a carga do capacitor. Essa troca contínua de energia entre o capacitor e o indutor é o que caracteriza as oscilações em um circuito LC.
Resposta
Quando a chave A está fechada e a B está aberta, o capacitor carrega energia elétrica e o indutor está preparado para armazenar energia magnética conforme a corrente flui. Já quando a chave A está aberta e a B está fechada, a energia armazenada no indutor é transferida de volta para o capacitor, permitindo que ocorra uma oscilação contínua de energia entre o capacitor e o indutor no circuito LC.