Três capacitores de placas paralelas são conectados separadamente a baterias idênticas. O capacitor 1 tem uma área de placa
e uma separação
. O capacitor 2 possui uma área de placa
e uma separação entre as placas d. O capacitor 3 possui uma área de placa
e uma separação
. Classifique os três capacitores, em ordem decrescente, com base em sua:
d) Energia armazenada
d) Energia armazenada
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre três capacitores de placas paralelas conectados a baterias idênticas. Precisamos classificar esses capacitores em ordem decrescente com base na energia armazenada. Para isso, vamos usar conceitos de capacitância e energia em capacitores.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar como calcular a capacitância de um capacitor de placas paralelas. A fórmula é:
Onde:
-
é a capacitância, -
é a permissividade do vácuo, -
é a área das placas, -
é a distância entre as placas.
Passo 3
Agora, vamos calcular a capacitância de cada capacitor.
Capacitor 1:
- Área
, - Separação
.
Então,
Capacitor 2:
- Área
, - Separação
.
Então,
Capacitor 3:
- Área
, - Separação
.
Então,
Passo 4
Agora, vamos calcular a energia armazenada em cada capacitor. A fórmula para a energia armazenada é:
Onde:
-
é a energia armazenada, -
é a capacitância, -
é a tensão da bateria.
Como todas as baterias são idênticas,
é o mesmo para todos.
Energia do Capacitor 1:
Energia do Capacitor 2:
Energia do Capacitor 3:
Passo 5
Agora, vamos comparar as energias:
Claramente,
Resposta
A ordem decrescente das energias armazenadas nos capacitores é: Capacitor 2 > Capacitor 1 > Capacitor 3.
Exercícios relacionados
Três capacitores de placas paralelas são conectados separadamente a baterias idênticas. O capacitor 1 tem uma área de placa
e uma separação
. O capacitor 2 possui uma área de placa
e uma separação entre as placas d. O capacitor 3 possui uma área de placa
e uma separação
. Classifique os três capacitores, em ordem decrescente, com base em sua:
a) Capacitância
a) Capacitância
Três capacitores de placas paralelas são conectados separadamente a baterias idênticas. O capacitor 1 tem uma área de placa
e uma separação
. O capacitor 2 possui uma área de placa
e uma separação entre as placas d. O capacitor 3 possui uma área de placa
e uma separação
. Classifique os três capacitores, em ordem decrescente, com base em sua:
e) Densidade de energia
e) Densidade de energia
Uma esfera condutora sólida de raio
é inserida em uma casca esférica não condutora e esfericamente neutra com raio externo igual a
e raio interno igual a
, e que é feita de um material com constante dielétrica
. Considere que o potencial no centro da esfera é
. Considere também que o campo elétrico na superfície externa da casca está direcionado para longe da superfície e tem uma magnitude de
.
a) Qual é a constante dielétrica do dielétrico em função dos outros parâmetros dados no enunciado?
a) Qual é a constante dielétrica