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Na figura a seguir é apresentado um típico circuito RC com a presença de fontes externas e chaveamento. Figura 1 - Circuito RC. Circuito RC Fonte: Bicalho, Fabiano 2018. Assinale a alternativa que apresenta corretamente a expressão completa para a tensão v(t) no capacitor de 1F, considerando o período anterior e posterior ao fechamento da chave em t=0: Alternativas: a) v left parenthesis t right parenthesis equals 10 minus 5 e to the power of negative 5 t end exponent space V b) v left parenthesis t right parenthesis equals 5 space V c) v left parenthesis t right parenthesis equals negative 5 plus 10 e to the power of t space V d) v left parenthesis t right parenthesis equals negative 10 plus 5 e to the power of negative t end exponent space V e) v left parenthesis t right parenthesis equals negative 5 plus 10 e to the power of negative t end exponent space V
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RICARDO SILVA

há 6 meses

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RICARDO SILVA

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há 6 meses

Para determinar a expressão correta para a tensão \( v(t) \) no capacitor de um circuito RC após o fechamento da chave em \( t=0 \), precisamos considerar o comportamento do circuito antes e depois do fechamento da chave. 1. Antes do fechamento da chave (t < 0): O capacitor pode estar carregado a uma tensão constante, que pode ser a tensão da fonte ou zero, dependendo do circuito. 2. Após o fechamento da chave (t ≥ 0): A tensão no capacitor começa a mudar de acordo com a constante de tempo do circuito RC. A expressão geral para a tensão em um capacitor em um circuito RC após o fechamento da chave é dada por: \[ v(t) = V_f (1 - e^{-t/RC}) + V_i e^{-t/RC} \] onde \( V_f \) é a tensão final (tensão da fonte) e \( V_i \) é a tensão inicial no capacitor. Agora, analisando as alternativas: a) \( v(t) = 10 - 5 e^{-5t} \) V - Esta expressão não parece se encaixar no comportamento típico de um circuito RC. b) \( v(t) = 5 \) V - Esta é uma tensão constante, o que não é típico após o fechamento da chave. c) \( v(t) = -5 + 10 e^{t} \) V - Esta expressão não é correta, pois a tensão não deve crescer exponencialmente assim. d) \( v(t) = -10 + 5 e^{-t} \) V - Esta expressão não parece se encaixar no comportamento esperado. e) \( v(t) = -5 + 10 e^{-t} \) V - Esta expressão parece correta, pois representa uma tensão que começa em -5 V e se aproxima de 5 V ao longo do tempo, o que é típico em circuitos RC. Portanto, a alternativa correta é: e) \( v(t) = -5 + 10 e^{-t} \) V.

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