UNICAMP 2019 (2ª fase) — questão 11 de Física

Enunciado em texto

Capacitores são componentes de circuitos elétricos que têm a função de armazenar carga. O tempo necessário para carregar ou descarregar um capacitor depende da sua capacitância $C$, bem como das características dos outros componentes a que ele está ligado no circuito. É a relativa demora na descarga dos capacitores que faz com que o desligamento de certos eletrodomésticos não seja instantâneo. O circuito da figura A apresenta um capacitor de capacitância $C = 20\ \dfrac{\mu\text{C}}{\text{V}} = 20\ \mu\text{F}$ ligado a dois resistores de resistências $R_A = 40\ \text{k}\Omega$ e $R_B = 60\ \text{k}\Omega$, e a uma bateria de força eletromotriz $\varepsilon = 12\ \text{V}$. A chave S é ligada no instante $t = 0$ e o gráfico da figura B mostra a carga $q(t)$ no capacitor em função do tempo.

(Figura A: a bateria $\varepsilon$, com a chave S, alimenta o resistor $R_A$, percorrido pela corrente $i_A$; depois de $R_A$, o circuito se divide em dois ramos em paralelo: o resistor $R_B$, com corrente $i_B$ para baixo, e o capacitor C, com corrente $i_C$ para baixo. Os dois ramos voltam ao outro polo da bateria.)

a) Qual é a diferença de potencial no capacitor em $t = 0{,}2$ s?

b) Num outro instante, a corrente no capacitor é $i_C = 150\ \mu\text{A}$. Quanto vale a corrente $i_B$ no resistor $R_B$ nesse instante?

(Figura B: gráfico da carga no capacitor ($10^{-6}$ C), de 0 a pouco mais de 120, em função do tempo (s), de 0,0 a 1,0. A curva parte da origem e sobe cada vez mais devagar: passa por cerca de 50 em 0,2 s, 80 em 0,4 s, 103 em 0,6 s, 117 em 0,8 s e 125 em 1,0 s.)

(Enunciado e figura: Vestibular Unicamp 2019, 2ª fase — Comvest/Unicamp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à UNICAMP.