Enunciado
Física - Halliday - Vol 3- Ed: 4º - Capítulo 35.Exercícios e Problemas - Ex. 34
Um gerador de corrente alternada com uma força eletromo sen , onde e , é ligado a um capacitor de . (a) Qual é o valor máximo da corrente?(b) Qual é a força eletromotriz do gerador no instante em que a corrente é máxima? (c) Qual é a corrente quando a força eletromotriz é - 12,5 V e está aumentando em valor absoluto?
Passo 1
E aí galerinha, vamos destruir essa questão comigo? Vamos láaaa!
(a) Como o circuito é formado apenas por um gerador e um capacitor, e, portanto, a amplitude da corrente é
Passo 2
(b) O instante em que a corrente é máxima é o instante em que a variação com o tempo da carga do capacitor é máxima, que coincide com o instante em que o capacitor está momentaneamente descarregado. Como , no instante em que isso acontece, a tensão entre as placas do capacitor (e, portanto, de acordo com regra das malhas, a fem do gerador) também é zero. Em termos matemáticos, a corrente está adiantada de em relação à fem, o que significa que quando . O fato de que será usado no item (c).
Passo 3
(c) Fazendo na Eq. 31-28, obtemos , o que nos dá ou . Note, porém, que é pedido o instante em que a força eletromotriz está aumentando em valor absoluto, ou seja, está se tornando mais negativa. Assim, não basta que a condição sen seja satisfeita; é́ preciso também que . Para isso, é preciso que . Assim, a Eq. 31-29 nos dá
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Resposta
a.
b. será usado no item (c).
c.