Qual é a expressão que relaciona a carga armazenada em um capacitor, sua capacitância e a diferença de potencial aplicada?
Passo 1
O enunciado pergunta qual é a expressão que relaciona a carga armazenada em um capacitor, sua capacitância e a diferença de potencial aplicada.
Informações fornecidas: nenhuma numérica — só os três termos que devem se relacionar: carga armazenada, capacitância e diferença de potencial.
Informações fornecidas: nenhuma numérica — só os três termos que devem se relacionar: carga armazenada, capacitância e diferença de potencial.
Passo 2
Vamos primeiro definir com clareza cada símbolo que aparece nessa relação, assim você não se perde na hora da prova:
-
é a carga elétrica armazenada no capacitor. Unidade: coulomb ( ). -
é a capacitância do capacitor, uma medida de “capacidade” de armazenar carga por unidade de tensão. Unidade: farad ( ). -
é a diferença de potencial (tensão) aplicada entre as placas do capacitor. Unidade: volt ( ).
Passo 3
A ideia central (a definição de capacitância) é que, para um capacitor linear e em regime estacionário, a carga armazenada é proporcional à diferença de potencial aplicada — quanto maior a tensão, mais carga ele armazena, numa proporção fixa que depende só do capacitor. Essa definição é escrita como:
Aqui estamos dizendo: “capacitância é a carga por unidade de tensão”. Explicando a fórmula: se você aplicar uma tensão maior
, a carga
cresce na mesma razão
.
Passo 4
A partir da definição acima basta isolar a carga
. Multiplicando ambos os lados por
obtemos:
Essa é a expressão que você vai usar direto na prova: carga = capacitância vezes tensão. É simples, direta e aparece em quase todo problema de capacitor.
Passo 5
Pequeno exemplo numérico para fixar e para você ver como usar sem calculadora (só multiplicação): se
e
, então
Isso mostra como manipular as potências de dez e as unidades — coisa útil na prova.
Passo 6
Observações rápidas que ajudam na hora:
- Unidade: como
, a multiplicação dá coulombs, consistente. - A relação
vale para capacitores lineares e no regime estacionário (não envolve variação no tempo nem efeitos não lineares). Na prática das listas e provas básicas essa é a fórmula que cai sempre.