Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 9ª Edição – Capítulo 25.4 - Ex. 15 15. Uma bateria de 20,0 V é ligada a um circuito constituído por capacitores de capacitâncias C1 = C6 = 3,00 μF e C3 = C5 = 2,00C2 = 2,00C4 = 4,00 μF. Determine (a) a capacitância equivalente Ceq do circuito, (b) a carga armazenada por Ceq, (c) V1 e (d) q1 do capacitor 1, (e) V2 e (f) q2 do capacitor 2, (g) V3 e (h) q3 do capacitor 3. Solução: a. A capacitância equivalente dos dois capacitores de 4,00μF/2= 2,00μF. Esse conjunto está ligado em paralelo com outros dois capacitores de 2,00μF, o que resulta em uma capacitância equivalente C=3(2,00μF) =6,00μF. Esse conjunto está em série com outro conjunto, formado por dois capacitores de 3,0μF ligados em paralelo (que equivalem a um capacitor de capacitância C’= 2(3,00μF) = 6,00μF). Assim, a capacitância equivalente do circuito é: Ceq = CC′ C + C′ = (6,00μF)(6,00μF) 6,00μF + 6,00μF = 3,00μF. b. Como a tensão da bateria é V= 20,0V, temos: 𝑞 = Ceq𝑉 = (3,00 μF)(20,0V) = 6,00 x 10 −5𝐶 = 60,0μC c. A diferença de potencial entre os terminais de 𝐶1 é: 𝑉1= 𝐶𝑉 C + C′ = (6,00μF)(20,0V) 6,00μF + 6,00μF = 10,0V. d. A carga do capacitor 𝐶1 é: 𝑞1 = 𝐶1𝑉1 = (3,00μF)(10,0V) = 3,00 x 10 −5𝐶 = 30,0μF. e. A diferença de potencial entre os terminais de 𝐶2 é: 𝑉2 = 𝑉 − 𝑉1 = 20,0𝑉 − 10,0𝑉 = 10,0𝑉 f. A carga do capacitor 𝐶2 é: 𝑞2 = 𝐶2𝑉2 = (2,00μF)(10,0V) = 2,00 x 10 −5𝐶 = 20,0μC g. Como a diferença de potencial 𝑉2 é dividida igualmente entre 𝐶3 𝑒 𝐶5, a diferença de potencial entre os terminais de 𝐶3 é 𝑉3=𝑉2/2= (10,0V)/2= 5,00V h. 𝑞3 = 𝐶3𝑉3 = (4,00 μF)(5,00V) = 2,00 x 10 −5𝐶 = 20,0μC Referência Bibliográfica: Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 9ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick.
Compartilhar