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Eletrônica Analógica

Colégio Objetivo
Um capacitor de 10μF, inicialmente carregado com 20μC, é descarregado através de um resistor de 1,0kΩ. Quanto tempo decorre para que a carga do capacitor se reduza para 10μC?


a. τ , 12ms
b. τ , 7ms
c. τ , 8ms
d. τ , 6ms
e. τ , 3ms
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Estudando com Questões

há 3 anos

Respostas

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há 11 meses

Para resolver essa questão, precisamos usar a fórmula do tempo de descarga de um capacitor em um circuito RC, que é dada por: \[ Q(t) = Q_0 \cdot e^{-\frac{t}{\tau}} \] onde: - \( Q(t) \) é a carga no tempo \( t \), - \( Q_0 \) é a carga inicial, - \( \tau \) é a constante de tempo do circuito, dada por \( \tau = R \cdot C \), - \( R \) é a resistência (em ohms), - \( C \) é a capacitância (em farads). Primeiro, vamos calcular \( \tau \): - \( R = 1,0 kΩ = 1000 Ω \) - \( C = 10 μF = 10 \times 10^{-6} F \) Calculando \( \tau \): \[ \tau = R \cdot C = 1000 \cdot 10 \times 10^{-6} = 0,01 s = 10 ms \] Agora, sabemos que a carga inicial \( Q_0 = 20 μC \) e queremos encontrar o tempo \( t \) quando \( Q(t) = 10 μC \). Substituindo na fórmula: \[ 10 = 20 \cdot e^{-\frac{t}{10}} \] Dividindo ambos os lados por 20: \[ 0,5 = e^{-\frac{t}{10}} \] Agora, aplicamos o logaritmo natural: \[ \ln(0,5) = -\frac{t}{10} \] Resolvendo para \( t \): \[ t = -10 \cdot \ln(0,5) \] Calculando \( \ln(0,5) \): \[ \ln(0,5) \approx -0,693 \] Portanto: \[ t \approx -10 \cdot (-0,693) \approx 6,93 ms \] Arredondando, temos aproximadamente 7 ms. Assim, a alternativa correta é: b) τ , 7ms.

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há 2 anos

Para calcular o tempo necessário para que a carga do capacitor se reduza para 10μC, podemos usar a fórmula do tempo de descarga de um capacitor em um circuito RC: t = -RC * ln(q/q0) Onde: t é o tempo de descarga R é a resistência (1,0kΩ = 1000Ω) C é a capacitância (10μF = 10 * 10^-6 F) q é a carga final (10μC = 10 * 10^-6 C) q0 é a carga inicial (20μC = 20 * 10^-6 C) ln é a função logaritmo natural Substituindo os valores na fórmula, temos: t = - (1000Ω) * (10 * 10^-6 F) * ln((10 * 10^-6 C) / (20 * 10^-6 C)) Simplificando: t = - (1000Ω) * (10 * 10^-6 F) * ln(0,5) t ≈ 6,93 ms Portanto, o tempo necessário para que a carga do capacitor se reduza para 10μC é de aproximadamente 6,93 ms. A alternativa correta é a letra d) τ , 6ms.

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