Você possui uma bateria com tensão constante
e três capacitores carregados com capacitâncias
. Como você deve arranjar os capacitores para utilizar a maior quantidade de energia da bateria de uma vez.
Escolha uma opção:
a.
paralelo com
série com o conjunto.
Escolha uma opção:
a.
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Você tem uma bateria com tensão constante
e três capacitores com capacitâncias
. A pergunta é: Como você deve arranjar esses capacitores para utilizar a maior quantidade de energia da bateria de uma vez?
Para resolver isso, vamos precisar conhecer como a energia armazenada em capacitores funciona e como a disposição deles em paralelo ou em série afeta essa energia.
Passo 2
A energia armazenada em um capacitor é dada pela fórmula:
onde:
-
é a energia, -
é a capacitância, -
é a tensão.
Para maximizar a energia
, precisamos maximizar a capacitância total
.
Passo 3
Vamos analisar como a disposição dos capacitores afeta a capacitância total.
-
Em Paralelo: A capacitância total é a soma das capacitâncias individuais.
-
Em Série: A capacitância total é dada por:
Ao comparar, arranjar os capacitores em paralelo resulta em uma capacitância maior do que em série.
Passo 4
Considerando a opção fornecida:
a.
e
em paralelo com
em série com o conjunto.
Vamos calcular a capacitância total dessa configuração.
Primeiro,
e
em paralelo:
Agora,
em série com
:
Calculando
:
Comparando com a configuração onde todos os capacitores estão em paralelo:
Claramente,
da opção a.
Resposta
Para utilizar a maior quantidade de energia da bateria, os três capacitores devem ser arranjados todos em paralelo, pois essa disposição maximiza a capacitância total e, consequentemente, a energia armazenada.
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e de altura
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e altura
:
d)
d)
Você possui uma bateria com tensão constante
e três capacitores carregados com capacitâncias
. Como você deve arranjar os capacitores para utilizar a maior quantidade de energia da bateria de uma vez.
Escolha uma opção:
d. Os três em paralelo.
Escolha uma opção:
d. Os três em paralelo.
Você possui uma bateria com tensão constante
e três capacitores carregados com capacitâncias
. Como você deve arranjar os capacitores para utilizar a maior quantidade de energia da bateria de uma vez.
Escolha uma opção:
e. e
em paralelo com
em série com o conjunto.
Escolha uma opção:
e.