Quando uma bateria está conectada às placas de um capacitor de
, este armazena uma carga de
. Qual é a tensão da bateria?
Passo 1
O enunciado dá as seguintes informações e pede uma única coisa.
- Capacitância do capacitor:
. - Carga armazenada no capacitor:
. - Pergunta: Qual é a tensão da bateria (ou seja, a diferença de potencial
aplicada às placas)?
Passo 2
Lembrete da relação básica entre carga, capacitância e tensão: a capacitância é definida por
onde:
-
é a carga elétrica armazenada (em coulombs, ), -
é a capacitância (em farads, ), -
é a diferença de potencial (em volts, ).
A partir dessa fórmula, isolamospara encontrar a tensão:
Passo 3
Converter as unidades dadas em micro (µ) para unidades do SI (base), usando
.
- Para a capacitância:
- Para a carga:
Explicação curta: é importante trabalhar com as mesmas unidades (SI) para que a divisão dê volts diretamente, pois
.
Passo 4
Agora aplicamos a fórmula
com os valores em unidades do SI:
Cancelam-se os fatores
:
Portanto, a unidade é volt e a tensão é
.
Passo 5
Cheque rápido de coerência (intuição): como ambos os valores estavam em micro (μC e μF), poderia ter dividido diretamente
e obtido
— o fator
cancela. Faz sentido físico: um capacitor de
armazenando
corresponde a
. Força e ânimo — você já consegue fazer isso na prova!