Qual é a tensão nos terminais de um capacitor de se a carga em suas placas for de ? Qual é a energia armazenada no elemento nessas condições?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa descobrir duas coisas aqui: a tensão nos terminais de um capacitor de com uma carga de e a energia armazenada nesse capacitor. Para isso, vamos usar conceitos básicos de capacitores, especificamente as fórmulas que relacionam carga, capacitância e tensão, além da fórmula para a energia armazenada.

Passo 2

Primeiro, vamos encontrar a tensão ( ) nos terminais do capacitor. A relação entre carga ( ), capacitância ( ) e tensão ( ) é dada pela fórmula:
Aqui, e . Substituindo esses valores na fórmula:

Passo 3

Agora, vamos calcular a energia armazenada ( ) no capacitor. A fórmula para a energia armazenada em um capacitor é:
Já sabemos que e . Substituindo esses valores:

Resposta

A tensão nos terminais do capacitor é de aproximadamente e a energia armazenada nele é de cerca de .

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