Os capacitores A e B são carregados conectando-os a baterias idênticas. O capacitor A possui capacitância maior, embora a distância entre as placas seja a mesma para ambos os capacitores. Qual das seguintes afirmações está correta?
Escolha uma opção:
a. Os capacitores têm a mesma diferença de potencial e campo elétrico, mas A tem mais carga armazenada.
b. O capacitor A tem uma diferença de potencial maior, mais carga armazenada e um campo elétrico maior.
c. Os capacitores têm a mesma diferença de potencial e campo elétrico, mas A tem menos carga armazenada.
O d. Os capacitores têm a mesma diferença de potencial, mas A tem mais carga armazenada e um campo elétrico maior entre as placas.
Escolha uma opção:
a. Os capacitores têm a mesma diferença de potencial e campo elétrico, mas A tem mais carga armazenada.
b. O capacitor A tem uma diferença de potencial maior, mais carga armazenada e um campo elétrico maior.
c. Os capacitores têm a mesma diferença de potencial e campo elétrico, mas A tem menos carga armazenada.
O d. Os capacitores têm a mesma diferença de potencial, mas A tem mais carga armazenada e um campo elétrico maior entre as placas.
Passo 1
Vamos resolver essa questão de capacitores! O enunciado fala sobre dois capacitores, A e B, conectados a baterias iguais. O capacitor A tem uma capacitância maior, mas a distância entre as placas é a mesma nos dois. Para resolver, vamos precisar entender os conceitos de capacitância, diferença de potencial (tensão) e campo elétrico em capacitores.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a capacitância $ C $ de um capacitor depende de dois fatores principais: a área das placas $ A $ e a distância entre elas $ d $. A fórmula da capacitância é:
Como a distância $ d $ é a mesma nos dois capacitores e o capacitor A tem uma capacitância maior, isso significa que a área das placas do capacitor A é maior.
Passo 3
Quando os capacitores são conectados a baterias idênticas, a diferença de potencial $ V $ aplicada a cada um deles é a mesma. A relação entre a carga $ Q $, a capacitância $ C $ e a diferença de potencial $ V $ é dada por:
Como $ V $ é igual para ambos, o capacitor com maior capacitância $ C $ (no caso, o A) vai armazenar mais carga $ Q $.
Passo 4
Agora, vamos considerar o campo elétrico $ E $ entre as placas do capacitor. A fórmula para o campo elétrico é:
Como $ V $ e $ d $ são iguais para os dois capacitores, o campo elétrico $ E $ também será o mesmo em ambos.
Passo 5
Resumindo:
- Ambos os capacitores têm a mesma diferença de potencial $ V $.
- O capacitor A, com maior capacitância, armazena mais carga $ Q $.
- O campo elétrico $ E $ é igual nos dois capacitores.
Resposta
A opção a. Os capacitores têm a mesma diferença de potencial e campo elétrico, mas A tem mais carga armazenada. está correta.