Problemas Resolvidos de Física

Problemas Resolvidos de Física
Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES
RESNICK, HALLIDAY, KRANE, FÍSICA, 4.ED., LTC, RIO DE JANEIRO, 1996.
FÍSICA 3
CAPÍTULO 33 – CIRCUITOS DE CORRENTE CONTÍNUA
53. A Fig. 37 mostra o circuito de uma lâmpada de sinalização, como aquelas colocadas em obras
nas estradas. A lâmpada fluorescente L é ligada em paralelo ao capacitor C de um circuito RC.
A lâmpada é percorrida por uma corrente somente quando a diferença de potencial entre seus
terminais atinge um valor mínimo VL, necessário para ionizar o elemento químico dentro da
lâmpada, em geral mercúrio; quando isto acontece, o capacitor descarrega através da lâmpada e
ela brilha durante um tempo muito pequeno. Suponha que desejamos que a lâmpada brilhe duas
vezes por segundo. Usando uma lâmpada com voltagem mínima de partida VL = 72 V, uma
bateria de 95 V e um capacitor de 0,15 µF, qual deve ser a resistência R do resistor?
(Pág. 130)
Solução.
A lâmpada e o capacitor estão sujeitos à mesma diferença de potencial. Isto significa que o tempo
que a lâmpada leva para atingir o potencial VL é igual ao tempo que o capacitor leva para atingir o
mesmo potencial. Para que a lâmpada pisque duas vezes por segundo é necessário que o potencial
VL seja alcançado duas vezes a cada segundo, ou seja, VL deve ser alcançado num tempo tL = 0,50 s.
A dependência do potencial do capacitor em relação ao tempo é dada pela seguinte relação:
V=
ε (1 − e−t / RC )
(t )
V
=
ε (1 − e −tL / RC )
L
e − tL / RC = 1 −
VL
R= −
tL
ε
−t L
 V 
= ln 1 − L 
RC
ε 

 V 
C ln 1 − L 
ε 

= −
( 0,50 s )

72 V 
( 0,15 ×10−6 F) ln 1 − (( 95 V )) 


= 2,35009 ×106 Ω
R ≈ 2,35 MΩ
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Resnick, Halliday, Krane - Física 3 - 4a Ed. - LTC - 1996.
Cap. 33 – Circuitos de Corrente Contínua
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