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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 26.Exercício - Ex. 38

Um capacitor de 4,60   μ F inicialmente descarregado é conectado em série a um resistor de 7,50   k Ω e a fonte de fem ε = 125   V e que possuiresistencia interna desprezível. Imediatamnte após a conexão do circuito, qual é (a) a queda da tensão através do capacitor? (b) A queda de tensão através do resistor? (c) A carga do capacitor? (d) A corrente através do resistor ? (e) Depois de muito tempo após a ligação do circuito (depois de várias constantes de tempo), quais são os valores da quatro grandezas precedentes?

Passo 1

Um capacitor não carregado é colocado em um circuito. Aplique a regra do loop a cada momento.

A tensão através de um capacitor é

V c = q C .

Passo 2

  1. No instante em que o circuito é concluído, não há tensão no capacitor, pois ele não possui carga armazenada.

    2. Passo 3

  2. Como V c = 0 , a tensão total da bateria aparece no resistor V R = ε = 125   V .

    3. Passo 4

  3. Não há cobrança no capacitor.

    4. Passo 5

  4. A corrente através do resistor é

    5. i = ε R t o t a = 125   V 7500   Ω = 0,0167   A .

    Passo 6

  5. Após um longo período de tempo, a voltagem da bateria está no capacitor e i = 0 . A voltagem no o capacitor equilibra a fem: V c = 125   V . A tensão no resistor é zero. A carga do capacitor é

q = C V c = 4,60 × 10 - 6 F 125   V = 5,75 × 10 - 4 C

A corrente no circuito é zero.

A corrente no circuito começa em 0,0167   A e decai para zero. A carga no capacitor começa em

zero e sobe para q = 5,75 × 10 - 4 C .

Resposta

  1. Não há;
  2. 125   V ;
  3. Não há;
  4. 0,0167   A
  5. 5,75 × 10 - 4 C
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