Especifique detalhamente sobre: As Definições, As Formulas, As Importância e As Aplicações de Energia Armazenada no Capacitor:

Passo 1

Beleza, o exercício pede quatro coisas sobre a energia armazenada num capacitor:
  1. Definições, 2) Fórmulas, 3) Importância e 4) Aplicações.
    O conteúdo é da parte de eletrostática / circuitos elétricos.
    Para resolver, a gente vai precisar entender o que é um capacitor, como ele guarda carga e tensão, e como se calcula a energia a partir disso.

Passo 2

Definições
– Capacitor: é um componente elétrico que armazena carga elétrica em duas placas separadas por um isolante.
– Energia armazenada: é o trabalho que você faz para carregar o capacitor, ou seja, pra colocar carga nele, levantando sua tensão .

Passo 3

Fórmulas
  1. Para calcular a energia a gente parte do conceito de trabalho infinitesimal:
dW = v,dq,
onde W = integral0^Q qC,dq = 1C,Q^22 = Q^22C é a diferença de potencial instantânea e W = 12,C,V^2 ou W = 12,Q,V é a carga infinitesimal que entra.
2) Sabendo que , integra-se de até :
  1. Como , também podemos escrever:

Passo 4

Importância
– É fundamental pra entender como capacitores funcionam em circuitos: ao armazenar energia, eles suavizam oscilações de tensão (filtro), fornecem picos de energia (flash de câmera) e controlam tempos de carga/descarga (\emph{time constant} ).
– Também aparece em memórias voláteis e em sistemas de reserva rápida de energia.

Passo 5

Aplicações
  1. Filtro de fontes: elimina ripple em fontes DC, guardando energia e liberando quando falta tensão.
  2. Flash de fotocâmera e desfibrilador: carrega devagar e solta tudo rapidinho, gerando alta potência.
  3. Circuitos de temporização (pisca-pisca, oscilladores): o capacitor carrega e descarrega junto com resistores pra criar delays.
  4. Armazenamento de energia em veículos elétricos de alta potência (supercapacitores): suportam cargas rápidas.

Resposta

Definições: capacitor armazena cargas elétricas entre suas placas; energia armazenada é o trabalho para carregá-lo.
Fórmulas:
W = integral0^QqCdq = Q^22C = 12CV^2 = 12QV
Importância: suaviza tensões, fornece pulsos de energia, determina tempos em circuitos, é chave em eletrônica e armazenagem rápida de energia.
Aplicações: filtros de fontes, flashes, desfibriladores, circuitos de temporização e supercapacitores em veículos.

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