Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 31.Problemas Adicionais - Ex. 75
Um capacitor de e um indutor formam um circuito que oscila com uma frequência de e uma amplitude de corrente de . Determine (a) a indutância; (b) a energia total do circuito; (c) a carga máxima do capacitor.
Passo 1
Bom, temos um circuito com um indutor e um capacitor. Para esse tipo de circuito, temos que
Mas como , temos que
Substituindo e , obtemos
Passo 2
Para calcular a energia total do circuito você pode pensar da seguinte forma. A energia armazenada no capacitor é
Já a no indutor é
Desta forma, a energia total (que se convserva) é
Como , quando (máximo), é nulo. Desta forma, para calcular a energia total armazenada no sistema, podemos calcular apenas a energia máxima armazenada no indutor:
Usando a resposta do item (a) e , obtemos
Passo 3
Por fim, para obter a carga máxima no capacitor, basta lembrar que isso ocorre quando toda a energia está no capacitor, isto é, quando e :
Usando a resposta do item (b) e ,