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