Um circuito
é composto por um resistor de
, dois capacitores de
, uma chave e uma bateria de força eletromotriz de 6 v . Supondo que o circuito se encontra no regime estacionário, determine:
qual é a energia armazenada em cada capacitor ?
qual é a energia armazenada em cada capacitor ?
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você tem um circuito elétrico com um resistor de
, dois capacitores de
cada, uma chave e uma bateria de
. A tarefa é descobrir quanta energia cada capacitor armazena quando o circuito está no regime estacionário. Vamos precisar lembrar de conceitos de resistores, capacitores em circuitos elétricos e como calcular a energia armazenada em um capacitor.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa regime estacionário. Nesse estado, o circuito já “se acomodou” e tudo está estável. Para capacitores, isso significa que eles estão totalmente carregados e não há mais fluxo de corrente no circuito.
Passo 3
Agora, vamos analisar como os capacitores estão conectados no circuito. Como não foi especificado, vamos assumir que os dois capacitores estão em paralelo. Quando capacitores estão em paralelo, a capacitância total (
) é a soma das capacitâncias individuais:
Substituindo os valores:
Passo 4
No regime estacionário, a tensão (
) da bateria é distribuída igualmente entre os capacitores em paralelo. Portanto, cada capacitor terá a mesma tensão da bateria:
Passo 5
Agora, vamos calcular a energia armazenada em cada capacitor. A fórmula para a energia (
) armazenada em um capacitor é:
Onde:
-
é a capacitância -
é a tensão
Passo 6
Substituindo os valores para um dos capacitores:
Primeiro, convertemos
para farads:
Então:
Simplificando:
Resposta
Cada capacitor armazena
de energia.