Enunciado
Física - Halliday - Vol 3- Ed: 4º - Capítulo 27.Exercícios e Problemas - Ex. 42
Para os capacitores do Problema 22. Calcule a energia armazenada para as três ligações diferentes das partes (a). (b) e (c ). Compare estas energias armazenadas e explique quaisquer diferenças.
Passo 1
Fala galera, bora lá!
O problema 22 nos diz que uma diferença de potencial de 300 V é aplicada a uma ligação em série de dois capacitores, cujas capacitâncias são pF e . Como todos estão ligados em série, sua capacitância final será
A energia total é a soma das energias armazenadas em cada capacitor. A energia total é
Assim,
Passo 2
O item (b) nos diz que Os capacitores são desligados um do outro e da bateria, então, ligados novamente, placa positiva com placa positiva e placa negativa com placa negativa, na ausência de qualquer diferença de potencial externa. Com isso a carga total é conservada e a ddp entre eles é igual, iremos calcular a carga do em cada capacitor.
E também que , assim
Para calcular a energia total, precisamos da ddp.
Como , a energia será
Passo 3
Se os capacitores fossem ligados com as cargas de sinais opostos, as cargas se anulariam, de forma que a carga em cada um deles é zero. Se a carga for zero, a diferença de potencial também será zero. Por consequência, não terá energia armazenada nos capacitores.