Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 24.Problemas - Ex. 58
Dispomos de diversos capacitores de . A voltagem nos terminais de cada capacitor não pode superar . Você precisa montar um capacitor com capacitância de , submetido a uma diferença de potencial de . (a)Faça um diagrama para mostrar como é possível obter um capacitor equivalente com as propriedades desejadas. (b)Nenhum dielétrico é isolante perfeito a ponto de impedir qualquer fluxo de carga através de seu volume. Suponha que um dos dielétricos usados em seu diagrama seja um condutor moderadamente bom. O que ocorreria nesse caso se sua combinação de capacitores fosse submetida à diferença de potencial de ?
Passo 1
letra a)
Para capacitores em
as voltagens são as mesmas
as voltagens se somam
Passo 2
Se pusermos dois capacitores em paralelo, a voltagem irá superar os .
Agora se pusermos os capacitores em série, a capacitância irá ser diferente de , porque para capacitores em série:
Passo 3
O que faremos então????
Iremos por capacitores tanto em série quanto em paralelo. Mas como????
Como capacitores em paralelo as capacitâncias se somam e capacitores em série as voltagens se somam iremos ter então:
Passo 4
A capacitância equivalente desse circuito será então:
Além disso, a voltagem em cada capacitor será:
Passo 5
letra b)
Se um dos capacitores é um bom condutor, ele pode ser considerado como um curto circuito, podendo ser removido do circuito. Assim, um dos capacitores teria uma voltagem maior que .
Resposta
letra a)
letra b) ALgum capacitor teria a voltagem maior que .