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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 30.Exercício - Ex. 26

26- Na Figura 30.11 , suponha que ϵ = 60.0   V ,   R = 240   Ω e L = 0.160   H . Inicialmente, não existe nenhuma corrente no circuito. A chave S 2   é mantida aberta e fechamos a chave S 1 .

( a ) Logo após fechar a chave S 1 , quais são os valores de v a b e v b c ?

( b ) Calcule v a b e v b c muito tempo depois do fechamento da chave S 1 (após muitas constantes de tempo).

( c ) Calcule v a b e v b c para um tempo intermediário quando i = 0.150   A .

Passo 1

Assim que fecharmos a corrente S 1 a corrente que flui no circuito é de:

i = 0   A

E tende a aumentar gradativamente a medida que o tempo passa.

E a corrente que flui do resistor para o indutor nos dará uma tensão nos pontos iguais a:

Com isso a tensão entre os pontos a e b são:

V a - V b = v a b = 0

Já que a corrente é zero.

Então a tensão fem da bateria está totalmente aplicado no indutor então:

v b c = 60   V

Passo 2

Após muito tempo a corrente já está estabilizada no máximo e que será de:

i = ϵ R = 0.25   A

Deixando o circuito da seguinte forma:

Onde a tensão v a b no resistor será de:

v a b = 240 × 0.25 = 60   V

E a tensão no indutor será de:

60 = v a b + v b c → v b c = 0   V

Passo 3

Quando a corrente que passo no circuito é de 0.125   V teremos:

v a b = R I = 240 × 0.15 = 36   V

Então a tensão no indutor será de:

60 = v a b + v b c

v b c = 60 - 36 = 24   V

Resposta

a )   v a b = 0 ; v b c = 60   V

b )   v a b = 60   V ; v b c = 0

c )   v a b = 36   V ; v b c = 24   V

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