Enunciado

Suponha que a corrente em um condutor diminua exponencialmente com o tempo de acordo com a equação I(t) = I0e–t/t , onde I0 é a corrente inicial (em t = 0) e t é uma constante com dimensões de tempo. Considere um ponto de observação fixo dentro do condutor. (a) Qual é a quantidade de carga que passa por esse ponto entre t =0 e t = t? (b) Qual é a quantidade de carga que passa por esse ponto entre t = 0 e t = 10t? (c) E se? Qual é a quantidade de carga que passa por esse ponto entre t = 0 e t =

Passo 1

E aiii gente, tudo bom com vocês?

Então vamos resolver essa questão bem legal aqui e passo a passo pra gente tirar 10 na provinha!

Vamo lá!

De I = d Q d t , temos d Q = I d t .

A partir disso, derivamos a integral geral:

Q = ∫ d Q = ∫ I d t

Em todos os três casos, defina um tempo de fim, T:

Q = ∫ 0 T   I 0 e - t τ d t

Integrando do tempo t = O ao tempo t = T:

Q = ∫ 0 T   - I 0 τ e - t τ - d t τ

Q = - I 0 τ e - T τ - e 0 = I 0 τ 1 - e - T τ

Passo 2

Letra a:

Se T = τ :

Q τ = I 0 τ 1 - e - 1 = 0.632 I 0 τ

Passo 3

Letra b:

Se T = 10 τ :

Q 10 τ = I 0 τ 1 - e - 10 = 0.99995 I 0 τ

Passo 4

Letra c:

T = ∞  :

Q ∞ = I 0 τ 1 - e - ∞ = I 0 τ

Resposta

  1. 0.632 I 0 τ
  2. 0.99995 I 0 τ
  3. I 0 τ
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