O circuito abaixo é baseado em quatro capacitores, que se en...

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Q630972 Engenharia Elétrica

O circuito abaixo é baseado em quatro capacitores, que se encontram inicialmente descarregados.

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Os valores dos componentes são:

− C1 = 2 μF, C2 = 4 μF, C3 = 1 μF, C4 = 5 μF.

− E = 15 V.

Após a chave S ser fechada e o circuito se estabilizar, tem-se que a

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 Q = V.C

 

Segue os passos para te ajudar na resoluação do problema:

01) A tensão entre os capacitores C1 e C2 é igual a 15V.

1.1) VC1 = 15V*(C2/C1+C2)

1.2) VC2 = 15V*(C1/C1+C2)

02) A tensão entre os capacitores C3 e C4 é igual a 15V.

2.1) VC3 = 15V*(C4/C3+C4)

2.2) VC4 = 15V*(C3/C3+C4)

 

Bons estudos

Em ambos os  ramos a soma das capacitancia é igual a 6. Logo, fazendo:

C1 + C2 = C3+C4 = 6uF

Tensão em C2 = V(C1/C1+C2) = 15*(2/6) = 5 V

Tensão em C1 = V(C2/C1+C2) = 15*(4/6) =10 V

Tensão em C4 = V(C3/C3+C4) = 15*(1/6) = 2,5 V

Tensão em C3 = V(C4/C3+C4) = 15*(5/6) = 12,5 V

Assim o circuito estará estável quando C4 = 2,5 V e C1=10 V. Letra D

Os dois ramos de capacitores estão submetidos a mesma tensão. Dessa forma pode-se fazer o equivalente dos capacitores do primeiro e do segundo ramo

Ceq1 = C1//C2 = 2*4/(2+4)

Ceq1 = C3//C4 = 1*5/(1+5)

Com isso pode-se calcular a quantidade de carga que percorre cada ramo:

Qceq1 = Ceq1 *  v 

Qceq1 = (8/6) * 15

Sabendo que a carga que circula no ramo 1 é a mesma para os dois capacitores (C1 e C2), tem-se que:

Qceq1 = Qc1

(8/6) * 15 = C1 * v1

(8/6) * 15 = 2 * v1

v1 = 10 v 

Como a tensão total do ramo é 15 V, tem-se que

15 = v1 + v2 

v2 = 15 - v1 = 15 - 10 = 5.

Agora aplica-se o mesmo raciocínio para o ramo 2

Com isso pode-se calcular a quantidade de carga que percorre no ramo 2:

Qceq2 = Ceq2 *  v 

Qceq2 = (5/6) * 15

Sabendo que a carga que circula no ramo 2 é a mesma para os dois capacitores (C3 e C4), tem-se que:

Qceq2 = Qc3

(5/6) * 15 = C3 * v3

(5/6) * 15 = 1 * v3

v1 = 12,5 v 

Como a tensão total do ramo é 15 V, tem-se que

15 = v3 + v4 

v4 = 15 - v3 = 15 - 12,5 = 2,5.

Com isso, tem-se que:

v1=10v ; v2 = 5V; v3 = 12,5V; v4= 2,5V.

Logo a resposta certa é D 

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