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Enunciado

Física - Halliday - Vol 3- Ed: 4º - Capítulo 27.Exercícios e Problemas - Ex. 41

Um banco de 2.000 capacitores de 5,00 pF ligados em paralelo é usado para armazenar energia elétrica. Quanto custa carregá-lo a 50.000 V, supondo uma tarifa de 3,0 cents/kW-h?

Passo 1

Fala galera, bora lá!

O primeiro passo é calcular a energia total armazenada em cada capacitor. Como todos estão ligados em paralelo, sua capacitância final será

C e q = 2000 C

Sendo C = 5,0   p F . A energia total é a soma das energias armazenadas em cada capacitor. Com eles estão conectados em paralelo, a diferença de potencial V a que estão submetidos é a mesma. A energia total e, portanto,

U = 1 2 C e q V 2

Substituindo os valores

U = 1 2 2000 5,0 × 10 - 12 50000 2

Assim

U = 12,5   J

Passo 2

A “dificuldade” do problema consiste apenas em determinar quantos Joules correspondem a kW-h. Lembrando que 1   k W . h = 3,6 × 10 6   J , simplesmente precisamos realizar a regra de três. Portanto,

U = 12,5   J = 3,47 × 10 - 6   k W . h

Pra finalizar, iremos supor que a tarifa é de

3,0   c e n t s 1   k W h

Fazendo a famosa regra de três, teremos

3,0   c e n t s 1   k W h = x 3,47 × 10 - 6   k W . h

Assim, isso irá custar

x = 10,4   c e n t s

Resposta

x = 10,4   c e n t s

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