Atividade 5.3 Suponha que uma certa bateria tem uma emf inicial de 15 V mas a diferença de potencial entre seus terminais seja somente
desse valor. Se a bateria é conectada a um capacitor de
, quanta energia é armazenada quando o capacitor está plenamente carregado?
Passo 1
O enunciado diz que temos uma bateria com força eletromotriz de
,V, mas que seus terminais fornecem apenas
desse valor quando ligada. Em seguida, essa bateria é conectada a um capacitor de
,
F que carrega até atingir a diferença de potencial terminal. O conteúdo aqui é energia armazenada em um capacitor, que usa a fórmula
onde
é a capacitância e
a tensão aplicada.
Passo 2
Primeiro calculamos a tensão efetiva nos terminais da bateria:
Passo 3
Substituímos
e
,V na fórmula da energia:
Passo 4
Calculando numericamente:
Resposta
A energia armazenada no capacitor, uma vez totalmente carregado, é aproximadamente