A energia elétrica pode ser armazenada em um dispositivo comum chamado capacitor. São eles que armazenam a energia para disparar os flashes fotográficos, por exemplo. São eles, também, que liberam a energia em um desfibrilador eletro-cardíaco quando descarregados. O mais simples dos capacitores é aquele construído com duas placas metálicas planas e paralelas – também chamadas armaduras – separadas por uma pequena distância e ligadas a uma fonte de tensão conforme mostra a figura que se segue.
Quando estas placas metálicas são ligadas aos terminais da fonte de tensão, inicia-se o processo de carga do capacitor e consequente armazenamento de energia elétrica pelo sistema capacitivo. Com base nessas informações, na figura e em conhecimentos correlatos, analise os itens que se seguem.
I. O processo de carregamento do capacitor está completo quando a diferença de potencial entre as placas se iguala à diferença de potencial entre os terminais da bateria.
II. A energia elétrica armazenada em um capacitor é, com efeito, a energia do campo elétrico que surge entre as suas placas no processo de carregamento e, essa capacidade de armazenamento, pode ser aumentada inserindo-se entre suas armaduras um material dielétrico.
III. O terminal positivo da bateria retira elétrons da placa conectada a ele e a diferença de potencial entre estes terminais leva tais elétrons à placa conectada ao terminal negativo.
IV. Sabe-se que o processo de descarga de um capacitor pode ser modelado pela equação:
Nesta equação, q
0 é a carga máxima inicial do capacitor e C a sua capacitância; q é a carga do capacitor decorrido um tempo t e R é a resistência elétrica do circuito. Com essas informações, admite-se que em 2ms (1m = 10
-3) a carga de um capacitor seja reduzida à terça parte de seu valor máximo inicial. Então, sabendo-se que ln(e ) = 1, é correto afirmar que
A alternativa que expressa corretamente a análise dos itens é:
