Exercícios Resolvidos de Campo e Energia em um Capacitor.

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Enunciado

A diferença de potencial entre as placas de um capacitor de 3,00   μ F é de 100   V .

a) Quanta energia é armazenada no capacitor?

b) Quanta energia adicional é necessária para aumentar a diferença de potencial entre as placas de 100   V para 200   V ?

Passo 1

A energia em um capacitor é calculada por U = Q 2 2 C .

Para a letra b, vamos usar a relação Q = C V para calcular Q em um V de 200   V , depois é só substituir na fórmula da energia.

Passo 2

a) A carga Q aqui vai ser

Q = 3 × 10 - 6 × 100

Q = 0,3   m C

Então, substituindo na fórmula da energia:

U = ( 0,3 × 10 - 3 ) 2 2 × 3 × 10 - 6

U = 0,015   J

Passo 3

b) Agora, a carga é

Q = 3 × 10 - 6 × 200

Q = 0,6   m C

Na fórmula de energia:

U = ( 0,6 × 10 - 3 ) 2 2 × 3 × 10 - 6

U = 0,06   J

A energia adicional será a energia necessária quando V = 200   V menos a energia necessária quando V = 100   V . Então:

U a d i c i o n a l = 0,06 - 0,015 = 0,045   J

Resposta

  1. U = 0,015   J
  2. U a d i c i o n a l = 0,0 45   J

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