Na figura ao lado, Equation , Equation e Equation e a fonte ideal tem
UFPE, Física 3, 3º EE - 2017.1, Questão 2
Na figura ao lado, Equation , Equation e Equation e a fonte ideal tem uma força eletromotriz Equation . A chave é mantida na posição Equation durante um longo tempo antes de ser colocada na posição Equation . Assinale abaixo a alternativa que indica a amplitude das oscilações da corrente, Equation , no circuito Equation após a chave ser colocada na posição Equation .
Temos que antes da chave estar na posição Equation passou-se um longo tempo com a chave na posição Equation . Isso significa que passou tempo suficiente para que o capacitor fosse carregado no circuito Equation !
Para descobrir a carga total no capacitor antes de ligar na chave Equation basta fazer
Agora ligamos a chave na posição Equation . Temos um circuito Equation dessa vez! Pela lei das malhas nesse circuito temos
Como a corrente é dada por
A nossa equação diferencial fica
Cuja solução é dada por
Onde Equation é a frequência de oscilação da carga e Equation é a carga inicial no capacitor (que já calculamos).
Dessa forma a corrente vai ser dada por
A amplitude da corrente será
Outra forma de visualizar é lembrar que no circuito Equation a energia é conservada e fica alternando entre o capacitor e o indutor (assim como em um oscilador harmônico a energia fica alternando entre potencial e cinética).