Teoria
Fala aí! Bora conversar sobre Circuito RC?
O que é um Circuito RC?
Um circuito RC é um circuito que é composto por uma fonte (força eletromotriz), resistor e capacitor. Ele tem essa carinha aqui:

O capacitor é responsável pelo acúmulo de cargas para liberá-la no momento certo! Aqui a gente vai falar bastante sobre capacitor e capacitância, então se você ainda não tiver crack nesse assunto, dá uma conferida nessa página e depois volta correndo pra cá! Ok? 🏃🏃🏃
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Circuito RC: Fórmulas
Eu já vou te falar aqui duas fórmulas que são essenciais em um circuito RC! A primeira é a diferença de potencial do capacitor, quando ele está sendo carregado, é dada por:

Onde:
é a diferença de potencial no capacitor; é a carga do capacitor; é a capacitância.
A corrente que passa no capacitor é dada por:

Onde:
é a corrente elétrica no capacitor; é a capacitância; é a taxa de variação da tensão do circuito com o tempo
Em um circuito RC, nós teremos alguns momentos em que o capacitor estará sendo carregado, ou seja, haverá carga sendo armazenada nele, e teremos outros momentos em que o capacitor estará sendo descarregado, ou seja, a carga que foi armazenada nele anteriormente estará sendo usada.
Vamos analisar cada uma dessas duas situações separadamente! Mas antes, que tal dar uma conferida nesse vídeo super completo sobre Circuito RC que o Responde Aí preparou pra você!
Carregamento do Capacitor
Vamos imaginar que no momento

Se aplicarmos a definição de corrente,

Essa é uma equação diferencial e sua solução é a que segue:

Assim, temos a expressão matemática que descreve como a carga no capacitor varia com o tempo.
Note que podemos tirar algumas conclusões disso, como:
- Quando
; , que é exatamente o momento que o capacitor está começando a ser carregado, então nesse instante ainda não há carga armazenada nele; - Quando
; , que é a carga máxima do capacitor
Agora, podemos derivar em relação ao tempo a expressão que encontramos para a carga e acharmos a expressão da corrente no capacitor com o tempo:

Podemos fazer um gráfico da corrente versus tempo e teremos esse perfil:

Note que a corrente começa com um valor máximo e conforme o capacitor vai sendo carregado a corrente vai diminuindo até começar a tender para zero.
Agora, podemos encontrar a expressão para a diferença de potencial em um capacitor, simplesmente pegando a expressão que achamos para a carga do capacitor e dividindo pela capacitância:

Podemos novamente fazer um gráfico da diferença de potencial versus tempo e encontrar o seguinte perfil:

A diferença de potencial começa em zero e vai aumentando conforme o capacitor vai sendo carregado.
Descarga do Capacitor
A descarga do capacitor se dá em um circuito que a fonte (força eletromotriz) foi retirada e então o capacitor passa a agir como a fonte do circuito. Ou seja, em uma descarga do capacitor nós temos um circuito formado apenas pelo capacitor e pelo resistor.
Se aplicarmos a lei das malhas para esse circuito teremos a seguinte expressão:

Novamente estamos diante de uma equação diferencial que tem a seguinte solução:

E assim, encontramos a expressão da carga em função do tempo na descarga de um capacitor. Analisando a fórmula vemos que quanto

Fazendo um gráfico temos:

Note que na descarga o comportamento da corrente é o inverso do que no carregamento, aqui ela começa em um valor mínimo e vai aumentando com o tempo até tender a

E o gráfico fica com esse perfil:

Circuito RC em Série ou em Paralelo
A última coisa que temos para falar em um circuito RC é a associação de capacitores em série ou em paralelo.


Nessas associações nós vamos ter que achar a capacitância equivalente para podermos fazer os cálculos. Para capacitores em série a capacitância equivalente é dada por:

E para capacitores em paralelo a capacitância equivalente é dada por:

UFAAAAA!! Acabamos! Agora vamos praticar com exercícios?