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Um condensador de capacidade de 6,0 uf é ligado aos terminais de um gerador de tensão regulável de 5v em 5v, indo de zero a 20v. Submetido a um processo lento de carga elétrica, o condensador passa, então por cada uma das tensões possíveis.
A) calcule a carga elétrica armazenada de 5v em 5v, até o limite de 20v.
B) calcule a energia potencial armazenada no condensador.
RESPONDA APENAS SE SOUBER
Soluções para a tarefa
Resolução da questão
A)
Como exercício diz o gerador irá varia sua tensão de 0 (V) volts até 20 (V) volts de 5 em 5 (V) volts então os valores possíveis de tensão elétrica que o condensador será submetido representada pela letra U são os seguintes :
U1 = 0 (V) , U2 = 5 (V) , U3 = 10 (V) , U4 = 15 (V) , U = 20 (V)
Obs : Condensador também possui nome de capacitor ambos são a mesma coisa .
Agora para calcular a quantidade de carga armazenada no condensador em cada uma das tensões possíveis basta aplicar a seguinte relação :
Quantidade de carga = Tensão . Capacitância
Q = U . C
Aplicando a relação temos que :
Para Tensão igual o 0 (V) o capacitor possui a seguinte quantidade de carga :
Q = U1 . C
Q = 0 (V) . 6 .10^-6 (F)
Q = 0 (C)
Para Tensão igual o 5 (V) o capacitor possui a seguinte quantidade de carga :
Q = U2 . C
Q = 5 (V) . 6 .10^-6 (F)
Q = 30. 10^-6 (C)
Q = 3.10^-5 (C)
Para Tensão igual o 15 (V) o capacitor possui a seguinte quantidade de carga :
Q = U3 . C
Q = 15 (V) . 6 .10^-6 (C)
Q = 90 . 10^-6 (C)
Q = 9.10^-5 (C)
Para Tensão igual o 20 (V) o capacitor possui a seguinte quantidade de carga :
Q = U4 . C
Q = 20 (V) . 6 . 10^-6 (C)
Q = 120 .10^-6 (C)
Q = 12 .10^-5 (C)
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Resposta : Para tensão igual a 0 (V) o capacitor possui 0 (C) Coulomb de carga armazenada ; tensão igual a 5 (V) o capacitor possui 3.10^-5 (C) Coulomb de carga armazenada ; tensão igual a 15 (V) o capacitor possui 9.10^-5 (C) Coulomb de carga armazenada ; tensão igual a 20 (V) o capacitor possui 12 .10^-5 (C) Coulomb de carga armazenada .
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B)
Energia potencial elétrica = Tensão ² . Capacitância / 2
Ep = U² . C / 2
Ep = 20 ² (V) . 6 .10^-6 (F) / 2
Ep = 400 (V) . 6 .10^-6 / 2
Ep = 4 . 10^2 . 6 .10^-6 / 2
Ep = 24 . 10^-4 / 2
Ep = 12 . 10^-4 (J)
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Resposta : A energia potencial adquirida pelo capacitor é de 12.10^-4 (J) joule .
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