1 - Para o circuito dado, pede-se:
b) A expressão que representa a tensão de carga do capacitor;
b) A expressão que representa a tensão de carga do capacitor;
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos um circuito que envolve um capacitor e queremos encontrar a expressão que representa a tensão de carga do capacitor ao longo do tempo. Para isso, vamos precisar saber um pouco sobre circuitos RC (Resistor-Capacitor) e como a tensão no capacitor varia com o tempo durante o processo de carga.
Passo 2
Quando um capacitor está carregando em um circuito RC, a tensão no capacitor,
, aumenta gradualmente até atingir o valor da tensão da fonte. A fórmula que descreve essa variação é:
Aqui:
-
é a tensão da fonte. -
é a resistência. -
é a capacitância. -
é o tempo. -
é a base do logaritmo natural.
Passo 3
Vamos identificar os valores de
,
e
no nosso circuito. Supondo que:
- A tensão da fonte
seja 20 V. - O produto
seja igual a 6 segundos (isso é o tempo ).
Passo 4
Substituindo esses valores na fórmula, temos:
Isso significa que a tensão no capacitor aumenta de forma exponencial até chegar a 20 V, com uma constante de tempo de 6 segundos.
Resposta
A expressão que representa a tensão de carga do capacitor é: