Questão 15 — Eletricidade — Descarga de Capacitor em Circuito RC (Física) — Serviço de Seleção do Pessoal da Marinha (SSPM) · Marinha do Brasil 2022

Física Eletricidade — Descarga de Capacitor em Circuito RC

Serviço de Seleção do Pessoal da Marinha (SSPM) 2022 Superior

Marinha do Brasil · Corpo de Engenheiros da Marinha (CP-CEM) — Prova comum a todas as profissões de engenharia · Caderno Amarela

Gabarito disponível

Suponha que você está num laboratório e dispõe de dois capacitores A e B de mesmas capacitâncias nominais. Sabe-se que um deles está íntegro e outro está danificado (transmitindo corrente entre as placas, cujo material entre elas opera como um resistor no circuito). Você não tem à mão nenhum instrumento de medida que permita obter a capacitância, mas dispõe de um amperímetro e materiais que permitem construir um circuito simples composto por uma fonte de corrente contínua (cc), uma lâmpada de resistência R (despreze as resistências dos fios e a resistência interna da fonte cc) e uma chave liga-desliga que permite que os capacitores (já carregados) sejam descarregados através do resistor (apenas um por vez), inserindo o amperímetro em série no circuito RC, para aferir a corrente durante a descarga do capacitor. Com relação à corrente i₀ registrada no amperímetro assim que é iniciada a descarga do capacitor e aos materiais disponíveis no laboratório, é correto afirmar que:

Selecione uma alternativa A) não será possível, com os instrumentos disponíveis, estimar qual dos capacitores está danificado. B) se no início da descarga a corrente inicial i₀ é maior na presença do capacitor B, o capacitor B é o capacitor danificado. C) se no início da descarga a corrente inicial i₀ é maior na presença do capacitor B, o capacitor B é o capacitor íntegro. D) não haverá diferença de corrente nos processos de descarga dos capacitores A e B. E) se no início da descarga a corrente inicial i₀ é menor na presença do capacitor A, o capacitor A é o capacitor íntegro.

Resolução comentada

O capacitor danificado tem resistência de fuga e carrega com tensão menor, então a corrente inicial de descarga é menor.

O capacitor danificado conduz corrente entre as placas, o que equivale a um resistor em paralelo com ele. Carregado por uma fonte cc, ele atinge tensão final menor que a do capacitor íntegro, que fica com a tensão plena. Como i₀ = V₀/R, a maior corrente inicial na descarga indica o capacitor íntegro. Se B dá corrente maior, B é o íntegro.

Análise das alternativas

A) e D) estão erradas porque há diferença mensurável em i₀. B) inverte a conclusão. E) afirma que a corrente menor indica o íntegro, o que também inverte a relação.

Referência: Circuito RC; descarga com i₀ = V₀/R.

Resolução comentada do VaiConcursos.