Capacitor/circuito

Em uma experiência no laboratório de Física, observa-se, no circuito abaixo, que, estando a chave ch na posição 1, a carga elétrica do capacitor e de 24 mC
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E) 2,5 A


--->>>Eu vi na resolução que foi encontrada a ddp com a ch na posição 1 para depois calcular a corrente na posição 2.
Mas isso não deveria ser feito se, na posição 1, o capacitor estivesse em paralelo com a resistência?? Porque se eu achar a ddp, ela seria apenas a do capacitor, estando ainda a ddp sobre o resistor para ser encontrada.

ch1 -----> vai passar corrente até que a tensão do capacitor iguale a tensão da fonte. Aí a corrente cessa e o capacitor está carregado.

Deixe-me ver se entendi:
Então se a Ch1 fosse ligada em paralelo (O resistor com o capacitor), e eu encontrasse a d.d.p., ao passar para a Ch o resultado seria o mesmo??

Estamos falando do circuito que aí está. Na ch1, com o capacitor carregado a tensão deste é igual à tensão da fonte, a corrente é zero e, consequentemente, não há ddp sobre o resistor de 2 Ω.

Não entendi como fica esse outro circuito que você fala. Outro circuito é outra análise.

É que eu gosto de comparar situações. Assim: quando liga a Ch1, o capacitor está em série com o resistor, certo? Eu queria saber se o resultado seria o mesmo se, ao ligar a Ch1, eles ficassem em paralelo. Aí prosseguiria normalmente ligando a Ch2.

Comparar situações é bom. Segue desenho do que entendi.


Ao ligar ch1 a fonte E vai fornecer corrente para o resistor de 2 Ω  e o capacitor. Resistor e capacitor estão em paralelo com a fonte, logo, sob a mesma ddp. Porém no início da carga (instante imediato ao ligamento de ch1) a ddp nas armaduras do capacitor é zero, logo ele representa um curto para a fonte, apesar de que isso ocorre num espaço de tempo muito curto -- pesquise sobre constante de tempo RC. Esta é a desvantagem deste circuito e o motivo de haver um resistor em série no circuito original.

Quando o capacitor está carregado suas armaduras estão com a mesma ddp da fonte; para efeitos práticos neste circuito, que é CC, é como se o capacitor fosse desligado do circuito. Isso porque ele deixa de drenar corrente da fonte para sua carga e consequentemente i2=0, restando apenas i1 através do 2 Ω.

Como aquele resistor de 2 Ω tinha um valor pequeno pois servia apenas para proteger a fonte contra curtocircuito quando ligado em série (circuito original), agora que ele está em paralelo seu baixo valor vai provocar uma corrente muito grande e isto apresenta dois problemas: dimensionamento do resistor devido a grande dissipação de potência; e capacidade da fonte em suprir essa corrente.

Com ch2 a fonte alimenta apenas o 4 Ω. Porém o capacitor, que tem carga para 12 V, irá se descarregar através do 2 Ω. É como dois circuitos separados.

Medeiros escreveu:Porém no início da carga (instante imediato ao ligamento de ch1) a ddp nas armaduras do capacitor é zero, logo ele representa um curto para a fonte

Maassa!! Valeu!
Só uma última coisinha: no início, a ddp é zero? Ontem eu fiz essa questão, como resposta letra E
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Ou essa parte que você falou de "tempo RC" não deve se encaixar na questão?

Gustavoadp escreveu:Só uma última coisinha: no início, a ddp é zero? Ontem eu fiz essa questão, como resposta letra E
Ou essa parte que você falou de "tempo RC" não deve se encaixar na questão?

1) Quando você conectou o capacitor ao circuito ele já continha alguma carga inicial (tal como as baterias que compramos para substituir no automóvel)? Não? Bom, então, como já lhe disse e reafirmo, a ddp nas suas armaduras é zero volt. Acontece que, para efeitos de análise de circuito, a tensão é a dada pela fonte -- tanto no exercício do tópico quanto neste da última figura que você postou --; outras considerações você verá futuramente ao estudar transientes (pois no mundo real as coisas não acontecem instantaneamente). A resposta correta é a "E", o exercício é conceitual, o circuito é todo ideal (componentes e equipamentos) e o voltímetro mede basicamente a tensão da fonte que se manterá em 1,5 V, enquanto tiver capacidade de suprir a corrente drenada pelo capacitor (só durante a carga).

2) constante de tempo RC refere-se a R de resistor e C de capacitor. Você vê algum resistor neste exercício? Então não "se encaixa na questão".

Talvez fique mais claro meu comentário com a seguinte lembrança: para o capacitor temos que a tensão nos seus terminais é função da carga nele contida e de sua capacitância conforme equação U = Q/C. Se Q=0 então U=0. Esta é a situação do capacitor quando ligamos o circuito. Não obstante, o circuito joga a tensão E da fonte sobre seus terminais e, se formos medir, leremos o valor de E nos terminais do capacitor -- na verdade essa tensão é dada pelo circuito e não pelo capacitor. Por isso a corrente é grande no início e vai diminuindo.

Obrigado, Medeiros!