Capacitores_Fisica3

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Doctum – Engenharia Elétrica
Exercício Avaliativo – Física 3
Professor: Marcus Ferraz
Para a associação representada na figura, considerando:
C■ = 10,0 µF, C■ = 5,0 µF, C■ = 4,0 µF e V = 100 V.
Determine: (a) a capacitância equivalente. (b) a carga total. (c) a diferença de potencial em cada
capacitor. (d) a energia armazenada em cada capacitor.
1. Associação: C■ e C■ estão em série; esse conjunto está em paralelo com C■.
2. Capacitância equivalente da parte em série:
1/C■■ = 1/C■ + 1/C■ = 1/10 + 1/5 = 0,3 ⇒ C■■ = 3,33 µF
3. Associação em paralelo com C■:
C_eq = C■■ + C■ = 3,33 + 4,00 = 7,33 µF
4. Carga total:
Q_total = C_eq × V = 7,33 µF × 100 V = 733 µC
5. Tensão e carga em cada capacitor:
V■ = 100 V ⇒ Q■ = 400 µC
Q■■ = 333 µC (mesma carga em série)
V■ = Q/C■ = 33,3 V
V■ = Q/C■ = 66,6 V
6. Energia armazenada:
E■ = ½·10·10■■·(33,3)² = 5,54×10■³ J
E■ = ½·5·10■■·(66,6)² = 11,09×10■³ J
E■ = ½·4·10■■·(100)² = 0,02 J
Capacitor C (µF) V (V) Q (µC) E (J)
C■ 10 33,3 333 0,00554
C■ 5 66,6 333 0,01109
C■ 4 100 400 0,0200
Resultados finais:
C_eq = 7,33 µF
Q_total = 733 µC
V■ = 33,3 V, V■ = 66,6 V, V■ = 100 V
E■ = 5,54 mJ, E■ = 11,09 mJ, E■ = 20 mJ