(UNICAMP 2019) Capacitores são componentes de circuitos elétricos que têm a função de armazenar carga

(UNICAMP 2019) Capacitores são componentes de circuitos elétricos que têm a função de armazenar carga. O tempo necessário para carregar ou descarregar um capacitor depende da sua capacitância C, bem como das características dos outros componentes a que ele está ligado no circuito. É a relativa demora na descarga dos capacitores que faz com que o desligamento de certos eletrodomésticos não seja instantâneo.

O circuito da figura A apresenta um capacitor de capacitância

ligado a dois resistores de resistências RA = 40kΩ e RB = 60 kΩ, e a uma bateria de força eletromotriz ε = 12 V. A chave S é ligada no instante t = 0 e o gráfico da figura B mostra a carga q(t) no capacitor em função do tempo.

a) Qual é a diferença de potencial no capacitor em t = 0,2 s?

b) Num outro instante, a corrente no capacitor é iC = 150 µA. Quanto vale a corrente iB no resistor RB nesse instante?

QUESTÃO ANTERIOR:
- (UNICAMP 2019) A levitação acústica consiste no emprego de ondas acústicas para exercer força sobre objetos e com isso mantê-los suspensos no ar, como a formiga representada na figura A, ou movimentá-los de forma controlada.

RESOLUÇÃO:
a) Observando o gráfico fornecido na figura B, podemos concluir que, para t = 0,2s, temos no capacitor uma carga elétrica Q = 50 . 10ˉ⁶C. Assim:

Q = C . U
50 . 10ˉ⁶ = 20 . 10ˉ⁶ . U
U = 2,5V

b)

1) Do circuito apresentado na figura A, temos:
iA = iB + iC
iB = iA – iC (I)

2) Ainda, do circuito apresentado, temos:
ε = RA iA + RB iB (II)

3) Substituindo I em II, vem:
ε = RA iA + RB (iA – iC)
ε = RA iA + RB iA – RB iC
12 = 40 . 10³ iA + 60 . 10³ iA – 60 . 10³ . 150 . 10ˉ⁶
10⁵ iA = 21
iA = 210 μA

Da equação I, temos:
iB = iA – iC
iB = 210μA – 150μA
iB = 60 μA

GABARITO:
a) U = 2,5 V
b) iB = 60 μA

PRÓXIMA QUESTÃO:
- (UNICAMP 2019) Todos os corpos emitem radiação, e quanto maior a temperatura do corpo, maior a potência por ele radiada.