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Enunciado

Física - Tipler - Vol 2- Ed: 6º - Capítulo 24.1 - Ex. 29

Um capacitor de 10,0   µ F e um capacitor de 20,0   μ F estão conectados em paralelo aos terminais de uma bateria de 6,00   V .

(a) Qual é a capacitância equivalente desta combinação?

(b) Qual é a diferença de potencial em cada capacitor?

(c) Determine a carga em cada capacitor.

(d) Determine a energia armazenada em cada capacitor.

Passo 1

Bem... Então desenhando o esquema do enunciado teremos...

Podemos determinar a capacitância equivalente vista pela fonte...

Vamos nessa?

Passo 2

L e t r a   A :

O valor da capacitância equivalente C e q pode então ser dado pela soma das capacitâncias, já que elas estão em paralelo...

C e q = 10 μ F + 20 μ F   →

C e q = 30 μ F

Passo 3

L e t r a   B :

Ora... Em um circuito em paralelo, a diferença de potencial em cada circuito será a mesma da bateria...

Então... A tensão em cima de cada capacitor é...

V 1 = V 2 = 6 V

Passo 4

L e t r a   C :

Bem, a carga em um capacitor sempre pode ser encontrada por...

Q = C V

Então, no capacitor de 10 μ F e de tensão 6 V ...

Q 1 = 10 μ F ⋅ 6 V →

Q 1 = 60 μ   F ⋅ V

F a r a d a y   F vezes V o l t s   V é C o u l o m b   C ...

Q 1 = 60 μ C

No capacitor de 20 μ C ...

Q 2 = 20 μ F ⋅ 6 V →

Q 2 = 120   μ C

Passo 5

L e t r a   D :

A energia armazenada em cada capacitor pode ser dada por...

E = 1 2 C V 2

Para o capacitor 1 ...

E 1 = 1 2 10 μ 6 2 →

E 1 = 180 μ J

Para o capacitor 2 ...

E 2 = 1 2 20 μ 6 2 →

E 2 = 360 μ J

Resposta

Letra A:

C e q = 30 μ F

Letra B:

V 1 = V 2 = 6 V

Letra C:

Q 1 = 60 μ C

Q 2 = 120 μ C

Letra D:

E 1 = 180 μ J

E 2 = 360   μ J

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