Física Eletrodinamica Ensino Médio

Energia armazenada em capacitor

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$$U = \frac{C V^2}{2}$$

⚡ Calculadora desta Fórmula

Preencha os valores conhecidos da questão. Ao preencher todas as variáveis menos uma, a calculadora resolve a incógnita restante automaticamente com o passo a passo.

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🎯 O que é e para que serve?

Essa fórmula calcula a quantidade de energia elétrica armazenada no campo elétrico de um capacitor carregado. Ela é usada sempre que você conhece a capacitância e a tensão aplicada nas placas do capacitor e quer saber quanta energia ele consegue guardar (e depois liberar) em um circuito. Válida para capacitor ideal e linear, com C constante (independente de V) — não se aplica a dielétricos não lineares.

📐 Variáveis e Unidades de Medida

Confira o que significa cada símbolo da fórmula e como identificá-los nos enunciados:

Símbolo Nome Unidade Significado Como Identificar
U energia armazenada joule (J) é a energia elétrica que fica armazenada no campo elétrico entre as placas do capacitor quando ele está carregado com uma diferença de potencial V. aparece como 'energia armazenada', 'energia potencial elétrica do capacitor' ou 'energia total do capacitor'
C capacitância do capacitor farad (F) indica a capacidade do capacitor de armazenar carga elétrica para cada volt de diferença de potencial aplicado. aparece como 'capacitância' ou com valores típicos como 10 µF, 100 pF, 1 mF. O prefixo µ (micro) equivale a 10⁻⁶, e deve ser convertido para farads antes de calcular. Outros prefixos comuns: m (mili) = 10⁻³, n (nano) = 10⁻⁹, p (pico) = 10⁻¹² — converta sempre para farads antes de calcular.
V diferença de potencial elétrico (tensão) volt (V) é a tensão elétrica aplicada entre as duas placas do capacitor, responsável por acumular a carga elétrica nelas. aparece como 'tensão', 'voltagem' ou 'diferença de potencial', geralmente em volts (V)

📝 Passo a Passo de Como Resolver

Para calcular a energia armazenada no capacitor: 1) identifique a capacitância (C), convertendo para farads se estiver em µF, nF ou pF; 2) identifique a diferença de potencial (V) entre as placas, em volts; 3) substitua os valores na fórmula U = \frac{C V^2}{2}; 4) eleve a tensão ao quadrado, multiplique por C e divida por 2 para obter a energia em joules.

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🔄 Variações Algébricas (Isolando Incógnitas)

Dependendo da questão, você precisará encontrar outra variável além da principal:

Isolando C
$$C = \dfrac{2U}{V^2} \quad (V \neq 0)$$
Isolando U
$$U = \dfrac{C V^2}{2}$$
Isolando V
$$|V| = \sqrt{\dfrac{2U}{C}} \quad (U \geq 0,\ C > 0;\ \text{a polaridade real de } V \text{ não é determinada só por } U)$$

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