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Enunciado

Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 10º - Capítulo 25.Problemas Adicionais - Ex. 56

Na Fig. 25-50, a diferença de potencial V da bateria é 10,0 V e os sete capacitares têm uma capacitância de 10,0 μ , F . Determine (a) a carga do capacitor 1; (b) a carga do capacitor 2.

Passo 1

Aqui temos um circuito e temos que calcular a carga do capacitor 1 e a carga do capacitor 2

Passo 2

(a) Como existe uma diferença de potencial de 10,0 V entre os terminais do capacitor C 1 , a

carga do capacitor é

q 1 = C 1 V 1

C 1 = 10,0 μ F

V 1 = 10,0 V

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q 1 = 10 μ F × 10 V = 100 μ C

Passo 3

(b)O capacitor equivalente ao ramo do circuito que contém o capacitor C 2 é 10 , 0 / 2 μ F = 5 μ F .Como esse capacitor equivalente está em paralelo com um capacitor de 10,0 μ F , o capacitor equivalente do conjunto é 5 μ F + 10 μ F = 15 μ F . Assim, a parte do circuito abaixo da bateria pode ser reduzida a um capacitor de 15,0 μ F em série com um capacitor de 10,0 μ F . Como a diferença de potencial entre os terminais desses dois capacitores em série é 10,0 V , a diferença de potencial entre os terminais do ramo que contém o capacitor C 2 é

10,0 V × 1 15,0 μ F 1 10,0 μ F + 1 15 μ F = 4,00 V .

Como essa tensão é dividida igualmente entre o capacitor C 2 e o capacitor em série com C 2 , a diferença de potencial entre os terminais de C 2 é 2,00 V e, portanto,

q 2 = C 2 V 2 = 10,0 μ F × 2,00 V = 20,0 μ C

Resposta

(a) q 1 = 100 μ C

(b) q 2 = 20,0 μ C

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