- Um capacitor de
e um de
são ligados primeiro em paralelo e, em seguida, em série, a uma fonte de 500 V. a) Qual a capacitância total em cada caso? b) Qual a carga total em cada caso? c) Qual a carga de cada capacitor nas duas ligações? d) Qual a diferença de potencial entre as placas de cada capacitor, no dois casos?
Passo 1
O enunciado trata de dois capacitores
e
, com valores
que são ligados primeiro em paralelo e depois em série a uma fonte de
,V. Precisamos usar:
– Para paralelo: .
– Para série: .
– Carga: .
– Em paralelo, é o mesmo em cada capacitor; em série,
é o mesmo em cada capacitor e as tensões se repartem segundo
.
– Para paralelo:
– Para série:
– Carga:
– Em paralelo,
Passo 2
Calcular a capacitância equivalente na ligação em paralelo:
Passo 3
Calcular a capacitância equivalente na ligação em série:
logo
Passo 4
Calcular a carga total em cada caso, usando
:
Para paralelo:
Para paralelo:
Para série:
Passo 5
Determinar a carga em cada capacitor na ligação em paralelo. Como a tensão em cada um é
,V:
Passo 6
Determinar a carga em cada capacitor na ligação em série. Em série a carga é a mesma:
Passo 7
Calcular a diferença de potencial em cada capacitor na ligação em paralelo. Em paralelo ambos têm a mesma tensão da fonte:
Passo 8
Calcular a diferença de potencial em cada capacitor na ligação em série, usando
:
Resposta
(a)
,
.
(b) ,
.
(c) Em paralelo: ,
; em série:
.
(d) Em paralelo: ; em série:
,
.
(b)
(c) Em paralelo:
(d) Em paralelo: