As alternativas se referem à um circuito RC (em série) conectado à uma fonte (uma bateria de varepsilon=12 V ) durante processo de carga do capacitor, e desconectado da bateria durante a descarga do capacitor.
NESTA QUESTÃO, MARQUE RESPOSTAS COM CANETA.
*Capacitor carregando, a partir do capacitor completamente descarregado:
( ) Durante o processo de carga do capacitor, a partir de t=0 s, é possível afirmar que: no instante de tempo t=tau o capacitor carregou 50 % (onde tau é a constante de tempo do circuito RC);
( ) Após t=10 tau, a tensão medida sob o resistor é aproximada para 12 V ;
( ) O equilíbrio eletrostático é atingido quando a tensão sob o capacitor for igual à tensão sob o resistor;
( ) Ao longo do tempo a intensidade da corrente aumenta no circuito, uma vez que a carga sobre o capacitor está aumentando também;
( ) No instante de tempo t=0 s, é possível afirmar que a corrente no circuito é nula;
( ) Se a fonte usada for não ideal, isso significa que há uma resistência interna na fonte de modo a reduzir a força eletromotriz fornecida ao circuito;
*Capacitor descarregando, a partir do capacitor completamente carregado:
( ) A corrente máxima no circuito ocorre para t=0 s;
( ) A tensão máxima sobre o capacitor é para o instante de tempo t=0 s;
( ) A tensão máxima sobre o resistor é para o instante de tempo t=0 s;
( ) Durante o processo de descarga do capacitor, a partir de t=0 s, é possível afirmar que: no instante de tempo t=tau possui apenas 36 % da sua carga inicial (onde tau é a constante de tempo do circuito RC);
( ) O equilíbrio eletrostático será atingido quando o capacitor estiver completamente descarregado;
( ) A energia fornecida pelo capacitor é toda dissipada pelo resistor;

Passo 1

O enunciado trata de um circuito série R!C ligado a uma fonte ideal de varepsilon=12 V durante a carga do capacitor e desconectado na descarga. Vamos usar as equações básicas do circuito R!C:
VC(t)=varepsilonl(1 - e^-t/taur), VR(t)=varepsilon,e^-t/tau, i(t)=varepsilonRe^-t/tau
para o processo de carga, e
VC(t)=VC0,e^-t/tau, VR(t)=VC0,e^-t/tau, i(t)=-VC0Re^-t/tau
para o processo de descarga, em que tau=RC.

Passo 2

Analisando as alternativas referentes ao carregamento do capacitor:
  1. Em t=tau, VC(tau)=varepsilon(1-e^-1)approx0,632,varepsilon, não 50%. → Falsa
  2. Em t=10tau, VR(10tau)=varepsilon e^-10approx0, não 12 V. → Falsa
  3. O equilíbrio (corrente nula) ocorre quando VR=0 e VC=varepsilon, não quando VC=VR. → Falsa
  4. A corrente i(t) decai exponencialmente de varepsilon/R para zero, não aumenta. → Falsa
  5. Em t=0, i(0)=varepsilon/Rneq0. → Falsa
  6. Fonte não ideal tem resistência interna que reduz a força eletromotriz disponível. → Verdadeira

Passo 3

Analisando as alternativas referentes à descarga do capacitor (inicialmente com VC0=varepsilon):
  1. A corrente máxima é |i(0)|=varepsilon/R. → Verdadeira
  2. A tensão máxima no capacitor é VC(0)=varepsilon. → Verdadeira
  3. A tensão no resistor é VR(t)=i(t)R, logo VR(0)=varepsilon. → Verdadeira
  4. Em t=tau, Q(tau)=Q0e^-1approx0,368,Q0 ( approx36%). → Verdadeira
  5. Equilíbrio (corrente zero) ocorre quando o capacitor está totalmente descarregado. → Verdadeira
  6. A energia inicial tfrac12Cvarepsilon^2 é toda dissipada em R. → Verdadeira

Resposta

Carregamento: apenas a 6ª afirmativa é correta.
Descarga: todas as 6 afirmativas (1 a 6) são corretas.

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