Antes de o interruptor ser fechado na figura, a ddp nos terminais do capacitor era de 200   V . Em algum instante depois do interruptor ser fechado, a corrente instantânea circulando no circuito é de 0,70   A . Qual é o valor da energia armazenada no campo elétrico do capacitor neste instante?

(a) 49   m J .

(b) 31   m J .

(c) 80   m J .

(d) 0,13   J .

(e) 62   m J .

Passo 1

Antes de o interruptor de fechado, a energia total armazenada no capacitor (e no circuito!) é dada por:

U = 1 2 C V 2 = 1 2 4 × 10 - 6 × 200 2 ,

U = 2 × 10 - 6 × 4 × 10 4 = 8 × 10 - 2   J ,

U = 80   m J .

Passo 2

Ao fechar o interruptor, a energia no indutor será dada por:

U L = 1 2 L i 2 = 1 2 × 0,2 × 0,7 2 ,

U L = 49   m J .

Como a energia se conserva, a energia no capacitor será a energia total inicial, calculada no Passo 1, menos a energia no indutor. Temos:

U C = U - U L = 80 - 49 ,

U C = 31   m J .

Resposta

(b) 31   m J .

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