Eletrodinâmica

Leia o texto a seguir.
Um capacitor é um componente eletrônico que armazena e libera energia elétrica de forma controlada. Suas principais utilidades incluem filtrar ruídos em circuitos, estabilizar tensões em fontes de alimentação, armazenar energia temporariamente em circuitos de temporização e corrigir o fator de potência em sistemas de energia elétrica. Além disso, capacitores são essenciais em circuitos de comunicação, como em rádios e televisões, onde ajudam a sintonizar frequências específicas.
Um circuito elétrico, esquematizado como na figura a seguir, é composto por elementos que funcionam corretamente, com fios considerados ideais. 



Sabendo que esse sistema está ligado há um certo tempo e utilizando seus conhecimentos de circuitos elétricos, determine:

 a) O valor da resistência equivalente do circuito e a tensão elétrica da bateria E, que se encontra em processo de recarga, considerando a chave Ch fechada e o amperímetro marcando 2,0 A.

 b) Depois de um certo período em que a chave Ch tenha sido aberta novamente, determine a corrente que circula pelo sistema e a capacitância equivalente dos capacitores desse circuito.

c) Calcule a tensão elétrica no capacitor C1 nas condições do item anterior

Como o circuito está ligado há um certo tempo, os capacitores estão carregados, e pelo ramo direito não circula corrente.

Analisando a malha esquerda, seja i = 2 A a corrente nela circulante:  

a) Resistência equivalente da malha ---> Re = 3 + 2 + 2 ---> Re = 7 Ω

E - 20 = Re.i ---> E - 20 = 7.2 ---> E = 34 V

b) Malha externa --> Capacitância equivalente: 1/Ce = 1/C1 + 1/C2 ---> 1/Ce = 1/6 + 1/3 ---> Ce = 2 uF

Resistência equivalente ---> R'e = 2 + 4 + 2 + 3 ---> R'e = 11 Ω

Corrente inicial no circuito ---> E = R'e.i' ---> 30 = 11.i' --> i' = 30/11 A

c) Depois de um certo tempo os capacitores estarão novamente carregados e a corrente deixa de circular.
A tensão total dos dois capacitores vale E = 34 V
Como os capacitores estão em série as tensões de cada um valem 34 V

Tens os gabaritos?