Questão#2: Um capacitor de
é carregado por uma fonte de
e depois de desconectado da fonte, ele é conectado em série a uma bobina de indutância
. O período de oscilação do circuito é de
. Calcule: (i)
indutância
da bobina; (ii)
carga máxima
no capacitor; (iii)
corrente máxima
no circuito. Dica: A energia é conservada!
(i)
(ii)
(iii)
(i)
(ii)
(iii)
Passo 1
O enunciado descreve um circuito LC livre, onde um capacitor de
é carregado a uma tensão
e depois conectado a uma bobina de indutância
, provocando oscilações elétricas de período
.
Conteúdo necessário: fórmula do período de um circuito LC e conservação de energia eletromagnética.
Conteúdo necessário: fórmula do período de um circuito LC e conservação de energia eletromagnética.
Passo 2
O período das oscilações de um circuito LC é dado por
Despejando
, temos
Substituindo
e
,
Passo 3
A carga máxima no capacitor, imediatamente após o carregamento, é
Passo 4
Pela conservação de energia, a energia inicial no capacitor
passa para a bobina
quando a corrente é máxima. Assim,
Substituindo os valores,
Resposta
(i)
(ii)
(iii)
(ii)
(iii)