Um capacitor de
é ligado a uma fonte de corrente contínua de 220 [V]. A seguir, a fonte é desligada e o capacitor é curto-circuitado. Quantas calorias são produzidas na descarga do capacitor, supondo que toda a carga foi gasta no aquecimento do fio? Dica: relação entre energia e capacitância e relação entre calorias e Joules. Re:
[cal].
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um capacitor de
ligado a uma fonte de
. Quando desligamos a fonte e curto-circuitamos o capacitor, toda a energia armazenada nele será liberada na forma de calor no fio. Para resolver isso, vamos precisar saber como calcular a energia armazenada em um capacitor e como converter essa energia de Joules para calorias.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a energia armazenada no capacitor. A fórmula para a energia (
) armazenada em um capacitor é:
Onde:
-
é a capacitância em Farads ( ) -
é a tensão em Volts ( )
Substituindo os valores que temos:
Calculando:
Passo 3
Agora, precisamos converter a energia de Joules para calorias. Sabemos que:
Então, para encontrar o valor em calorias:
Resposta
A energia produzida na descarga do capacitor é de aproximadamente
.
Exercícios relacionados
Duas cargas puntiforme estão localizadas no plano
da seguinte forma: uma carga de 2,0
em
e
, e outra de
em
e
. Se uma terceira carga de
for colocada na origem, encontre as componentes x e y e o módulo da força exercida sobre ela. Dica: Lei de Coulomb vetorial. Re:
.
A relação
-i para um sistema eletromagnético é
Para i e
, determine a força mecânica usando (a) a energia do sistema; (b) a coernergia do sistema.
Para i
Uma máquina CC de excitação independente, 25 kW e 125 V opera com velocidade constante de 3000 rpm e uma corrente de campo tal que a tensão da armadura em circuito aberto seja 125 V . A resistência da armadura é de 0,02 ohms. Calcule a corrente de armadura, a potência nos terminais da máquina, a potência eletromecânica e o conjugado eletromecânico quando a tensão nos terminais é: (a) 128 V ; (b) 124 V .
Considere três capacitores
. Determine a capacitância equivalente se: (a) os três capacitores forem ligados em série; (b) os três capacitores forem ligados em paralelo: ©
e
forem ligados em paralelo e a seguir ligados em série com
. Dica: fórmulas da associação de capacitores. Re: (a)
(b)
©
.