Um capacitor de
é carregado com 600 V . Se ele foi descarregado até 480 V , que quantidade de energia foi removida?
Passo 1
O enunciado dá os seguintes dados e pede uma coisa clara:
- Capacitância:
. - Tensão inicial (quando o capacitor está carregado):
. - Tensão final (após descarga até):
.
Pergunta: qual a quantidade de energia que foi removida do capacitor ao passar de
para
?
Passo 2
Conceito físico e fórmula que vamos usar (explicada devagar):
- Um capacitor armazena energia elétrica na forma de campo elétrico. A energia armazenada em um capacitor ideal é dada por
onde:
-
é a energia armazenada (em joules, ), -
é a capacitância (em farads, ), -
é a diferença de potencial (em volts, ). -
Se o capacitor vai de uma tensão inicial
para uma tensão final , a energia removida (ou liberada) é a diferença entre as energias:
Isso faz sentido: a energia armazenada cai de
para
, e a diferença saiu do capacitor (foi dissipada ou utilizada).
Passo 3
Preparar os números em unidades do SI para calcular sem confusão:
- Converter
para farads: . - Calcular os quadrados das tensões (números simples para fazer sem calculadora):
Passo 4
Calcular as energias inicial e final separadamente para ver o raciocínio (e conferir):
- Energia inicial:
Calcular passo a passo:
- Energia final:
Passo 5
Calcular a energia removida fazendo a diferença (ou usar fatoração para verificar):
- Diferença direta:
- Verificação usando fatoração de diferença de quadrados:
mesmo resultado — bom sinal.
Passo 6
Dar o resultado em unidades práticas (joules e mili joules) e uma palavra de encorajamento curta:
Boa! Foi só aplicar a fórmula da energia do capacitor e fazer contas diretas — nada de mistério. Dá pra decorar: sempre que a tensão muda, a energia varia como
, então pequenas variações de
podem mudar bastante a energia.