No circuito baixo, considere o amperímetro ideal e os capacitores à vácuo completamente carregados.
O gerador de fem [tex3]E_1[/tex3]
e resistência interna [tex3]r_1[/tex3]
fornece uma potência máxima de [tex3]80W.[/tex3]
Sabe-se que a corrente elétrica fornecida pelo gerador vale [tex3]5A[/tex3]
e as capacitâncias dos capacitores valem:
[tex3]C_1=4 \mu F\, \, C_2=6 \mu F\, \, C_3=8 \mu F\, \, C_4=12 \mu F[/tex3]
Calcule:
a) Calcule a força eletromotriz e a resistência interna do gerador.
b) A potência elétrica dissipada, por efeito Joule, no resistor de [tex3]12 \Omega[/tex3]
entre os pontos [tex3]E[/tex3]
e [tex3]D.[/tex3]
c) A carga elétrica armazenada no capacitor [tex3]C_1[/tex3]
e a energia eletrostática no capacitor [tex3]C_3.[/tex3]
Física III ⇒ Circuito RC
- Natan
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Jun 2014
25
19:45
Circuito RC
Editado pela última vez por MateusQqMD em 07 Out 2020, 15:09, em um total de 2 vezes.
Razão: tex --> tex3
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- Britsrachel
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Out 2020
07
18:11
Re: Circuito RC
Olá:
a) Como todos os capacitores estão totalmente carregados , não passará nenhuma corrente nesses ramos em que contém capacitores. Logo , reescrevendo:
Os pontos B e G têm os mesmos potenciais , mas tambem os pontos C e F tambem têm os mesmos potenciais.
Assim os potenciais em azul estão em paralelos , portanto R equivalente vale 6 ohm
Por ponte de wheatstone:
6 . 2,5 = 1,5 .10
Logo , o resistor verde está em curto.
Os resistores de cima 10 ohm e 6 ohm estao em serie = 16 ohm
Os resistores de baixo 2,5 ohm e 1,5 ohm tambem estao em serie = 4 ohm
Esses dois novos resistores estao em paralelos:
R equivalente = 3,2 ohm
Reescrevendo tudo:
A potencia maxima será dada quando R =r1
Logo r1 = 3,2 ohm
[tex3]Pot=ri^2[/tex3]
[tex3]80=3,2i^{2}[/tex3]
i = 5 A
Logo por lei das malhas:
E - 6,4 . 5 = 0
E = 32 V
b)
A corrente ao chegar no ponto B se distribuí para os dois ramos (cima e baixo)
Ja vimos que R equivalente de cima vale 16 ohm e R equivalente de baixo vale 4 ohm
Distribuindo proporcionalmente:
A corrente de cima será de 1 A
Essa corrente quando chega no ponto D , se distribuí de maneira igual nos resistores de 12 ohm
Logo cada ramo receberá 0,5 A
Na resistencia entre D e F
[tex3]Pot=ri^{2}[/tex3]
[tex3]Pot=12.0,5^{2}=3W[/tex3]
c)
A corrente que passa no ramo EC vale 4 A
Assim
[tex3]U_{EC}=Ri=1,5.4=6V[/tex3]
Essa mesma ddp vale para o capacitor pois está no regime estacionario.
Logo
Para o capacitor 1
Q = CU
Q = 4 .6 = 24 uC
No ramo BD:
Passará uma corrente de 1 A
logo
[tex3]U_{BD}=Ri=10.1=10V[/tex3]
Partindo de B e caminhamos até D (calculando a perda ou ganho de potencial)
B - U1 + 18 = D
B- D = 18 - U1
10 = 18 - U1
U1 = 8V que representa a diferença de potencial no capacitor C3
[tex3]E=\frac{C_3U^2}{2}=8.64/2 = 256 J[/tex3]
a) Como todos os capacitores estão totalmente carregados , não passará nenhuma corrente nesses ramos em que contém capacitores. Logo , reescrevendo:
Os pontos B e G têm os mesmos potenciais , mas tambem os pontos C e F tambem têm os mesmos potenciais.
Assim os potenciais em azul estão em paralelos , portanto R equivalente vale 6 ohm
Por ponte de wheatstone:
6 . 2,5 = 1,5 .10
Logo , o resistor verde está em curto.
Os resistores de cima 10 ohm e 6 ohm estao em serie = 16 ohm
Os resistores de baixo 2,5 ohm e 1,5 ohm tambem estao em serie = 4 ohm
Esses dois novos resistores estao em paralelos:
R equivalente = 3,2 ohm
Reescrevendo tudo:
A potencia maxima será dada quando R =r1
Logo r1 = 3,2 ohm
[tex3]Pot=ri^2[/tex3]
[tex3]80=3,2i^{2}[/tex3]
i = 5 A
Logo por lei das malhas:
E - 6,4 . 5 = 0
E = 32 V
b)
A corrente ao chegar no ponto B se distribuí para os dois ramos (cima e baixo)
Ja vimos que R equivalente de cima vale 16 ohm e R equivalente de baixo vale 4 ohm
Distribuindo proporcionalmente:
A corrente de cima será de 1 A
Essa corrente quando chega no ponto D , se distribuí de maneira igual nos resistores de 12 ohm
Logo cada ramo receberá 0,5 A
Na resistencia entre D e F
[tex3]Pot=ri^{2}[/tex3]
[tex3]Pot=12.0,5^{2}=3W[/tex3]
c)
A corrente que passa no ramo EC vale 4 A
Assim
[tex3]U_{EC}=Ri=1,5.4=6V[/tex3]
Essa mesma ddp vale para o capacitor pois está no regime estacionario.
Logo
Para o capacitor 1
Q = CU
Q = 4 .6 = 24 uC
No ramo BD:
Passará uma corrente de 1 A
logo
[tex3]U_{BD}=Ri=10.1=10V[/tex3]
Partindo de B e caminhamos até D (calculando a perda ou ganho de potencial)
B - U1 + 18 = D
B- D = 18 - U1
10 = 18 - U1
U1 = 8V que representa a diferença de potencial no capacitor C3
[tex3]E=\frac{C_3U^2}{2}=8.64/2 = 256 J[/tex3]
"O que sabemos é uma gota , o que ignoramos é um oceano." Isaac Newton
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