Calcule a energia armazenada em um capacitor no instante t=1 s se:
C=23,5 p F e vC=0,8 V, t>0;

Passo 1

Beleza, aqui o que o enunciado pede: “Calcular a energia guardada num capacitor no instante t=1 s, dado que C = 23,5 pF e v_C = 0,8 V (para t>0)”.
Conteúdo: eletrostática – energia em capacitores.
O que vamos precisar: a fórmula da energia em um capacitor carregado, que é
W = tfrac12,C,V^2

Passo 2

Antes de meter a mão na massa, vamos entender a teoria.
Um capacitor armazena energia elétrica na forma de campo elétrico entre suas placas. A quantidade de energia W = 12,C,V^2, que ele guarda, quando há uma diferença de potencial aplicada, é dada por
onde:
  • é a capacitância em farads (F).
  • é a tensão entre as placas em volts (V).
Esse resultado vem de integrar o trabalho necessário para carregar o capacitor “pouquinho” a “pouquinho”.

Passo 3

Agora é só substituir os valores que temos:
  • W = 12 times l(23,5times10^-12r)times(0,8)^2 ,
  • .
Então

Passo 4

Vamos calcular passo a passo:
  1. Calcula 0,8^2 = 0,64 :
23,5times10^-12 times 0,64 = 15,04times10^-12 J
  1. Multiplica por W = 12 times 15,04times10^-12 = 7,52times10^-12 J :
  1. Aplica o :

Resposta

A energia armazenada no capacitor em boxedW = 7,52times10^-12 J é

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