Preciso de uma ajuda com essa questão, o professor não ajuda os alunos e eu quero aprender como faz a questão e não só colocar a opção correta, desde já muito obrigado pela ajuda.
O conjunto de capacitores apresentado na figura mostra um circuito de 5 capacitores em série e em paralelo, que estão sendo carregados por uma bateria cuja diferença de potencial é de V = 15 V. Cada capacitor possui uma capacitância de C = 20 µF.).
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre capacitância, pode-se afirmar que as cargas armazenadas pelo capacitor 1 (q1) e capacitor 5 (q5), respectivamente, são de:
As respostas são q1 = 300 micro C e q5 = 60 micro C
Soluções para a tarefa
Pela associação de capacitores temos que, numa associação em série as capacitâncias são tratadas como resistores em paralelo. Quando estão em paralelo são trataras iguais resistências em série.
- Paralelo:
Ceq = C1 + C2 + C3 + ... + Cn
- Série:
1/Ceq = 1/C1 + 1/C2 + .... + 1/Cn
Então vamos começar pelos Capacitores C5 e C4 em série e está em paralelo com C3.
1/C5,4 = 1/C5 + 1/C4
C5,4 = (C5 . C4) / (C5 + C4)
C5,4 = 10 µF
Agora a associação em paralelo desse capacitor com C3:
C3,5,4 = 30 µF
Essa associação calculada estará em série com C2:
C2,4,3,5 = (30 . 20) / (30 + 20)
C2,5,4,3 = 12 µF
A tensão elétrica aplicada no C1 é igual:
Q = C . U
Q = 20 µF . 15
Q = 300 [µC]
A mesma carga na direita será:
Q = C . U
Q2,3,4,5 = 12 µF . 15
Q2,3,4,5 = 180 [µC]
Como cada capacitor terá acumulado a mesma quantidade de carga:
Q5 = Q2,3,4,5 / 3
Q5 = 60 [µC]