Um capacitor de
inicialmente descarregado é conectado em série a um resistor de
e a uma fonte de fem
que possui resistência interna desprezível. Imediatamente após a conexão do circuito, quais são: (a) a queda de tensão através do capacitor? (b) A queda de tensão através do resistor? (c) A carga do capacitor? (d) A corrente através do resistor? (e) Depois de muito tempo após a ligação do circuito (depois de várias constantes de tempo), quais são os valores das quatro grandezas precedentes?
Passo 1
O enunciado descreve um circuito série RC com resistor de
e capacitor de
, inicialmente descarregado, ligado a uma fonte ideal de
. Precisamos encontrar nos instantes imediatamente após a conexão e após várias constantes de tempo as quedas de tensão em
e em
, a carga no capacitor e a corrente no circuito.
Passo 2
No instante inicial
, o capacitor descarregado se comporta como curto-circuito, pois a tensão num capacitor não varia instantaneamente. Logo:
Passo 3
A corrente inicial no circuito é determinada apenas pelo resistor em série com a fonte:
Passo 4
No regime permanente (
) o capacitor se comporta como circuito aberto, bloqueando a corrente. Portanto:
e a carga final é
Resposta
(a)
(b)
(c)
(d)
(e) ,
,
,
(b)
(c)
(d)
(e)