Um capacitor de
está ligado em série com outro capacitor de
. Uma diferença de potencial de 200 V é aplicada a combinação. (a) Calcule a capacitância equivalente. (b) Qual o valor da carga sobre cada capacitor? © Determine a diferença de potencial entre as placas de cada capacitor. (R:
)
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos dois capacitores ligados em série, um de
e outro de
, e uma diferença de potencial de
aplicada nessa combinação. O que precisamos fazer:
a) Encontrar a capacitância equivalente da combinação.
b) Descobrir a carga em cada capacitor.
c) Determinar a diferença de potencial em cada um deles.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a capacitância equivalente para capacitores em série. Quando capacitores estão em série, a capacitância equivalente (
) é dada pela fórmula:
Aqui,
e
.
Passo 3
Aplicando os valores na fórmula:
Agora, invertendo para encontrar
:
Passo 4
Agora que temos a capacitância equivalente, podemos encontrar a carga (
) usando a relação:
Onde
.
Substituindo:
Passo 5
Sabemos que em capacitores em série, a carga é a mesma em todos os capacitores. Portanto, a carga em cada capacitor é
.
Para encontrar a diferença de potencial em cada capacitor, usamos:
Para o primeiro capacitor (
):
Para o segundo capacitor (
):
Resposta
a)
b)
c)
e