Um capacitor de
é conectado em PARALELO com outro de
entre os terminais de uma bateria de 6 V . (a) Determine a carga em cada capacitor.
(b) Determine a diferença de potencial entre os terminais de cada capacitor.
Resposta:
(a)
(b)
(b) Determine a diferença de potencial entre os terminais de cada capacitor.
Resposta:
(a)
(b)
Passo 1
O enunciado nos dá e pede o seguinte:\n
- Dados fornecidos:\n
- Capacitor 1:
.\n - Capacitor 2:
.\n - Bateria: tensão
.\n
- Capacitor 1:
- Perguntas:\n
- (a) Determinar a carga em cada capacitor.\n
- (b) Determinar a diferença de potencial entre os terminais de cada capacitor.\n
Passo 2
Conceito básico que vamos usar: definição de capacitância.\n
- A capacitância
é a razão entre a carga armazenada e a diferença de potencial entre as placas:\n
- Aqui
está em coulombs ( ), em farads ( ) e em volts ( ).\n - Observação sobre unidades:
. Sempre lembrar de converter para farads ao multiplicar por volts para obter coulombs.\n
Passo 3
Característica de capacitores em paralelo (isso é importantíssimo):\n
- Em uma ligação em paralelo, todos os capacitores estão diretamente ligados aos mesmos terminais da bateria. Portanto, todos têm a mesma diferença de potencial que a bateria.\n
- Em símbolos: para capacitores em paralelo,
.\n
- Em símbolos: para capacitores em paralelo,
- A capacitância equivalente de capacitores em paralelo é a soma das capacitâncias:\n
- Vamos calcular
:\n
- Converter para farads se for necessário para contas em coulombs:
.\n
Passo 4
Calcular a carga total armazenada (checagem útil):\n
- A carga total fornecida pela bateria é\n
- Substituindo os valores (usando microfarads convertido):\n
- Essa é a soma das cargas dos dois capacitores individuais:
. Isso nos serve para checar o resultado depois.\n
Passo 5
Calcular a carga em cada capacitor usando
:\n
- Para o capacitor 1:\n
- Para o capacitor 2:\n
- Checagem rápida:
. Está consistente.\n
Passo 6
Determinar a diferença de potencial em cada capacitor:\n
- Como explicado no Passo 3, em paralelo a diferença de potencial em cada capacitor é igual à tensão da bateria. Portanto:\n
- Resumindo mentalmente para a prova: em paralelo a tensão é a mesma para todos; a carga distribui-se proporcionalmente às capacitâncias (capacitor maior guarda mais carga).\n
Resposta
(a)
\n
(b)
(b)