Um circuito RC série é alimentado por uma fonte CA de valor ...

Tema central da questão: A questão aborda o cálculo do valor eficaz da corrente elétrica em um circuito RC série alimentado por uma fonte de corrente alternada (CA). Esse é um conceito fundamental em circuitos elétricos, especialmente na análise de circuitos de corrente alternada, onde reatâncias capacitiva e resistências desempenham papéis cruciais.

Resumo teórico: Um circuito RC série consiste em uma resistência (R) e um capacitor (C) conectados em série. Quando alimentado por uma fonte de corrente alternada, a corrente no circuito é afetada tanto pela resistência quanto pela reatância capacitiva. O valor eficaz da corrente (I_eficaz) é obtido dividindo o valor eficaz da tensão (U_eficaz) pela impedância total (Z) do circuito, que é dada por Z = √(R² + (X_c)²), onde X_c = 1/(2πfC) é a reatância capacitiva.

Justificativa da alternativa correta (C): A alternativa C fornece a expressão correta para calcular o valor eficaz da corrente no circuito RC série. A fórmula apresentada é:

I_eficaz = [(U√2)/2] / [R² + 1/(2πfC)²]^0,5

Esta fórmula leva em consideração a impedância total do circuito, combinando tanto a resistência quanto a reatância capacitiva, e utiliza o valor eficaz da tensão (U_eficaz = U/√2).

Análise das alternativas incorretas:

• A - U/R: Esta fórmula considera apenas a resistência, ignorando a presença do capacitor e sua reatância capacitiva, o que é inadequado para um circuito RC série.
• B - (2^0,5UπfC): Esta expressão não considera a resistência e apresenta uma combinação incorreta de termos, resultando em uma fórmula inválida para a corrente eficaz.
• D: A fórmula omite o cálculo correto de U, e a forma estrutural da expressão está errada ao não considerar a raiz quadrada da soma quadrática dos termos.
• E: Esta fórmula tenta calcular a corrente eficaz, mas falta a consideração correta da transformação de U em valor eficaz e a estrutura correta da impedância.

Estratégias de interpretação: Ao abordar questões de cálculo em circuitos CA, é crucial identificar os elementos do circuito e suas contribuições totais, como resistência e reatância. Lembrar-se das fórmulas fundamentais e verificar a coerência das unidades é uma maneira eficaz de evitar erros.

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