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Capacitores

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Resolvido Capacitores

Mensagem por joyce tisbelle Sáb 12 Dez 2020, 22:55

Dois capacitores de capacitâncias iguais a C1 = 10-6 F e C2 = 10-6 F foram carregados de modo que a diferença de potencial entre as placas, em cada um deles, fosse de 100 V. Depois de tal processo inicial de carregamento, C1 e C2 foram montados no circuito ilustrado na figura, e, então, as chaves S1 e S2 foram fechadas. Depois de um tempo suficientemente longo, após o fechamento de tais chaves, qual é o valor absoluto da diferença de potencial entre os pontos b e a da figura?

https://i.servimg.com/u/f93/20/28/97/69/imagem11.jpg

Gabarito: 50 V



Eu já resolvi exercícios parecidos que o ponto a está conectado com as placas positivas de cada capacitor, resolvo pela conservação de carga do sistema, assim somo as cargas iniciais e encontro a tensão que vai ser a mesma para os dois capacitores por estarem em paralelo.

Q1+Q2=Q'1+Q'2
Q1+Q2=C1.U+C2.U

Eu consegui chegar ao resultado desta questão subtraindo as cargas iniciais, mas não sei por que devo fazer isso? Vi que o desenho é diferente dos outros que já resolvi, o ponto a conecta com a placa positiva de um capacitor e com a placa negativa do outro capacitor. Porque devo subtrair as cargas inicias para encontrar a carga inicial total? Há outra forma de resolver com um raciocínio diferente?


Última edição por joyce tisbelle em Dom 13 Dez 2020, 09:38, editado 2 vez(es)

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Resolvido Re: Capacitores

Mensagem por Victor011 Dom 13 Dez 2020, 08:28

Olá joyce! Smile
Costuma-se usar um outro raciocínio para exercícios especificamente desse tipo. Veja que podemos identificar na figura 2 fios: um deles acima dos capacitores, e o outro abaixo. Como os elétrons não podem "pular" de uma placa para a outra, as cargas tem que se conservar em cada um dos fios. Conservando a carga no fio de cima, por exemplo, inicialmente temos que a carga total do fio é a soma das cargas da placa positiva de C1 (+Q1)  com a soma das cargas da placa negativa de C2 (-Q2). Após a movimentação das cargas e o equilíbrio do sistema, teremos que as placas de cima agora terão cargas de mesmo sinal Q'1 e Q'2. Sendo assim, podemos escrever:

Q1 - Q2 = Q'1 + Q'2 → |Q1 - Q2| = |Q'1 + Q'2| = |Q'1| + |Q'2|

Além disso, nas condições de equilíbrio do sistema, podemos escrever que o valor absoluto da ddp dos capacitores é igual a U, de modo que:

|Q'1| = C1. U
|Q'2| = C2. U 

Substituindo na equação de cima, teremos:

|Q1 - Q2| = C1.U + C2.U

OBS: Essa ideia de conservação de carga do fio pode ser usada também quando as placas positivas estão conectadas.
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Resolvido Re: Capacitores

Mensagem por joyce tisbelle Dom 13 Dez 2020, 08:38

Nossa, esse raciocínio é muito melhor, agora sim entendi!!!

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