Alternativa D
A questão envolve o cálculo da corrente em um indutor dada a tensão aplicada e a indutância. Para resolver, utilizamos a relação fundamental entre tensão e corrente em componentes indutivos através de uma integral definida ou indefinida com condição inicial.
Análise do Problema
A relação básica para um indutor é dada pela lei de Faraday-Lenz aplicada a circuitos, onde a tensão é proporcional à taxa de variação da corrente no tempo:
v(t) = L \frac{di(t)}{dt}
Isolando a corrente i(t), obtemos a fórmula de integração fornecida na própria imagem:
i(t) = \int \frac{v(t)}{L} dt
Passo a Passo da Resolução
- Substituir os valores dados:
Substituimos v(t) = 10 \sin(100t) e L = 0,1 H na equação:
i(t) = \int \frac{10 \sin(100t)}{0,1} dt - Simplificar a constante:
Dividindo 10 por 0,1, temos um fator de 100 fora da integral:
i(t) = 100 \int \sin(100t) dt - Realizar a integração:
Sabemos que a integral de \sin(ax) é -\frac{1}{a}\cos(ax). Aqui, a = 100.
i(t) = 100 \cdot \left[ -\frac{1}{100} \cos(100t) \right] + C
i(t) = -\cos(100t) + C - Aplicar a condição inicial:
O problema afirma que i(0) = 0. Usamos isso para encontrar a constante C:
0 = -\cos(100 \cdot 0) + C
0 = -\cos(0) + C
Como \cos(0) = 1:
0 = -1 + C \Rightarrow C = 1 - Expressão final:
Substituindo C de volta na equação da corrente:
i(t) = -\cos(100t) + 1
Comparando com as opções apresentadas, esta expressão corresponde à quarta alternativa.
Alternativa D.