Enunciado

No circuito indicado na Figura 26.60, os capacitores estão inicialmente descarregados, a bateria não possui resistenia interna e o amperímetro é o gás ideal. Ache a leitura do amperímetro (a) logo após a chave S ser fechada e (b) após a chave fechada há muito tempo.

Passo 1

Nos dois casos, simplifique o circuito complicado, eliminando os elementos de circuito apropriados. O potencial através de um capacitor não carregado é inicialmente zero, por isso se comporta como um curto-circuito. Um capacitor totalmente carregado não permite que nenhuma corrente flua através dela.

Passo 2

  1. Logo após o fechamento do interruptor, todos os capacitores não carregados se comportam como curtos-circuitos, portanto, qualquer resistor em paralelo com eles são eliminados do circuito.
  2. O circuito equivalente consiste em 50   Ω e 2 5   Ω em paralelo, com esta combinação em série com 7 5   Ω , 1 5   Ω e a bateria de 100   V . A resistência equivalente é

    90   Ω + 16,7   Ω = 106 ,   7   Ω ,

    Que dá:

    I = 100   V 106,7   Ω = 0,937   A .

    Passo 3

  3. Muito tempo depois de fechar a chave, os capacitores são essencialmente carregados e se comportam como circuitos abertos, já que nenhuma carga pode fluir através deles. Eles eliminam efetivamente quaisquer resistores em série com eles, pois nenhuma corrente pode fluir através desses resistores.

O circuito equivalente consiste em resistências de 75   Ω , 1 5   Ω e três resistores 25   Ω , todos em série com a bateria de 100   V , para uma resistência total de   165   Ω .

Portanto,

I = 100 V 165   Ω = 0,606   A

O comportamento inicial e final do circuito pode ser calculado com bastante facilidade usando simples análise de circuitos paralelos em série. Tempos intermediários exigiriam cálculos muito mais difíceis.

Resposta

  1. 0,937   A
  2. 0,606   A
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