Os capacitores são dispositivos amplamente usados na eletrônica e estudados na Física escolar. Pratique o tema com questões resolvidas e comentadas especialmente para você.
Questão 1
Um capacitor é um componente eletrônico utilizado para armazenar:
b) Resistência elétrica.
c) Energia potencial eletrostática.
Capacitores são componentes eletrônicos que armazenam energia em um campo elétrico, criado pela separação de cargas elétricas opostas em suas placas.
A carga é a propriedade fundamental da matéria que causa os fenômenos eletromagnéticos. Capacitores armazenam essa carga elétrica em suas armaduras (placas) o que, consequentemente, produz energia potencial eletrostática.
Questão 2
Um capacitor de placas paralelas está inicialmente carregado e desconectado da bateria. Em seguida, introduz-se uma placa dielétrica entre as placas do capacitor. O que acontece com a capacitância do capacitor?
e) Depende do material do dielétrico.
Ao inserir um dielétrico, o campo elétrico interno ao capacitor diminui, permitindo que o capacitor armazene mais carga para a mesma diferença de potencial. Consequentemente, a capacitância aumenta.
A equação que permite calcular a capacitância em um capacitor é:
Onde,
- C é a capacitância;
- Q é a carga armazenada;
- U é a diferença de potencial.
Assim, para um maior valor de Q (carga armazenada), maior será a capacitância.
Questão 3
Um capacitor de placas paralelas possui capacitância de 5 µF e está carregado com uma diferença de potencial de 12 V. A energia potencial eletrostática armazenada nesse capacitor é de:
Utilizando a fórmula da energia potencial eletrostática armazenada em um capacitor:
Onde:
- E: energia potencial eletrostática (em joules, J);
- C: capacitância (em farads, F);
- U: diferença de potencial (em volts, V).
A capacitância está em µF, onde 1 µF = 
F.
Substituindo os valores:
Ou, 360 µJ.
Resposta:
A alternativa correta é a e) 360 µJ.
Questão 4
Assinale a alternativa que contém apenas as afirmações verdadeiras sobre capacitores:
I. A capacitância de um capacitor aumenta com o aumento da distância entre suas placas.
II. A energia armazenada em um capacitor é diretamente proporcional à sua capacitância.
III. Um dielétrico inserido entre as placas de um capacitor diminui sua capacitância.
IV. A unidade de medida da capacitância é o farad (F).
I: FALSA.
A capacitância é inversamente proporcional à distância entre as placas. Quanto maior a distância, menor a capacitância.
II: VERDADEIRA.
A energia armazenada em um capacitor é dada por:
onde,
- E é a energia,
- C é a capacitância
- U é a tensão.
Logo, a energia é diretamente proporcional à capacitância.
III: FALSA.
Um dielétrico aumenta a capacitância de um capacitor, por aumentar a permissividade elétrica do meio entre as placas.
IV: VERDADEIRA.
Esta afirmação também é verdadeira. O farad é a unidade de medida da capacitância no Sistema Internacional de Unidades (SI).
Conclusão:
A alternativa correta é a b) Apenas II e IV.
Questão 5
(Enem 2021) O desfibrilador salva vidas de pessoas que são acometidas por ataques cardíacos ou arritmias. Ele dispõe de um capacitor que pode ser carregado por uma fonte com uma alta tensão. Usando o desfibrilador, pode-se fornecer energia ao coração, por meio de um choque elétrico, para que ele volte a pulsar novamente em seu ritmo normal. Um socorrista dispõe de um desfibrilador com capacitor de 70 microfarads que pode armazenar cerca de 220 J de energia, quando conectado a uma tensão de 2 500 V.
O valor da carga armazenada por esse desfibrilador, em coulomb, é de
Dado o problema:
- Capacitância (C) = 70 μF = 70 × 10⁻⁶ F
- Energia armazenada (U) = 220 J
- Tensão (V) = 2500 V
Objetivo: encontrar a Carga (Q).
Calculando a carga:
Utilizando a fórmula Q = C . U:
Q = 70 × 10⁻⁶ F . 2500 V
Q = 0,175 C
É importante notar que a carga armazenada em um capacitor é diretamente proporcional à sua capacitância e à tensão aplicada. Quanto maior a capacitância e a tensão, maior a quantidade de carga que o capacitor pode armazenar.
Resposta:
O valor da carga armazenada por esse desfibrilador é de 0,175 coulombs.
Portanto, a alternativa correta é a c) 0,175 C.
Aprenda mais com:
ASTH, Rafael. Exercícios sobre capacitores (com questões resolvidas). Toda Matéria, [s.d.]. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/exercicio-sobre-capacitores-com-questoes-resolvidas/. Acesso em:
