Física — Eletromagnetismo Múltipla Escolha

Dois capacitores, um de 6 µF e outro de 3 µF, são associados em série em um circuito elétrico. Qual é o valor da capacitância equivalente desta associação?

Dois capacitores, um de 6 µF e outro de 3 µF, são associados em série em um circuito elétrico. Qual é o valor da capacitância equivalente desta associação?

  1. 2 µF.
  2. 4 µF.
  3. 9 µF.
  4. 1,5 µF.
  5. 2,5 µF.

Resolução completa

Explicação passo a passo

A
Alternativa A

Alternativa A - 2 ?F

Análise da Associação de Capacitores em Série

Conceito Fundamental

Quando capacitores são associados em série, a capacitância equivalente é sempre menor que o menor capacitor da associação. Isso ocorre porque a carga armazenada é a mesma em todos os capacitores, mas a tensão total se distribui entre eles.

Fórmula para Capacitores em Série

Para dois capacitores em série:

C_{eq} = \frac{C_1 \times C_2}{C_1 + C_2}

Onde:

  • C_{eq} = capacitância equivalente
  • C_1 e C_2 = valores dos capacitores individuais

Análise Passo a Passo

  • Dados do problema:
CapacitorValor
C16 ?F
C23 ?F
  • Aplicando a fórmula:
    C_{eq} = \frac{6 \times 3}{6 + 3} = \frac{18}{9} = 2 \text{ ?F}
  • Verificação conceitual: O resultado (2 ?F) é menor que o menor capacitor (3 ?F), confirmando o comportamento esperado para associação em série.

Diferença Importante

AssociaçãoFórmulaComportamento
Série\frac{1}{C_{eq}} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2}C_{eq} < C_{menor}
ParaleloC_{eq} = C_1 + C_2C_{eq} > C_{maior}

Conclusão

A capacitância equivalente de dois capacitores de 6 ?F e 3 ?F associados em série é 2 ?F.

Alternativa A.

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