Question

No circuito da figura abaixo, o capacitor armazena 4mJ de energia com a chave Ch na posição A.
Levando a chave Ch para a posição B, determine a intensidade da corrente elétrica que passará pelo gerador.

Answer 1

Considerando o capacitor ideal do circuito apresentado, encontraremos que a corrente no gerador é 2√10 A.

Energia armazenada em um capacitor

Pode ser calculada por:

• E = CU²/2
• E = QU/2

Corrente no gerador

Quando um capacitor ideal está totalmente carregado, ele pode ser considerando um circuito aberto e nenhuma corrente passa sobre ele. Neste caso, a ddp U sobre o capacitor será a ddp do gerador ε. Então, como sabemos a energia armazenada:

E = 4 mJ

CU²/2 = 4 mJ

20 μF . ε²  / 2 = 4 mJ

ε² = 4 mJ / 10 μF

ε² = 4000

ε = 20√10

Então com a chave na posição B, a corrente no gerador será:

ε = Req . I

I = ε / Req

I = 20√10 V / 10 Ω

I = 2√10 A

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#SPJ9

Answer 2

Resposta

Considerando o capacitor ideal do circuito apresentado, encontraremos que a corrente no gerador é 2 A.

Explicação:

Corrente no gerador:

Quando um capacitor ideal está totalmente carregado, ele pode ser considerando um circuito aberto e nenhuma corrente passa sobre ele. Neste caso, a ddp U sobre o capacitor será a ddp do gerador ε. Então, como sabemos a energia armazenada pode ser calculada por:

E = 4 mJ

C = 20μF

U = ε

E = CU²/2

∴

20 μF . ε²  / 2 = 4 mJ

ε² = 4 mJ / 10 μF

ε² = 4 · 10⁻³ / 10 · 10⁻⁶

ε² = 400

ε = $\sqrt{400}$

ε = 20 V

Então com a chave na posição B, a corrente no gerador será:

ε = Req . i   →   i  = ε / Req

∴

i = 20 V / 10 Ω

i = 2 A