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Questão 65 (CFS 1) da EEAR 2025

CFS 1 · Física: Capacitores

– No circuito a seguir, dois capacitores ideais com capacitância \text{C}_1 igual a 6\ \mu\text{F} e \text{C}_2 igual a 12\ \mu\text{F} são conectados em uma fonte ideal de tensão \text{V}, de acordo com a figura a seguir. A carga armazenada no capacitor \text{C}_1 é de 18\ \mu\text{C}. Assinale a alternativa que corresponde a ordem correta dos valores da tensão em volts nos capacitores \text{C}_1 e \text{C}_2 e da capacitância equivalente em \mu\text{F} deste circuito.

Circuito elétrico contendo dois capacitores C1 e C2 ligados em série com uma fonte de tensão V.

  1. A
    1,5; 3 e 0,25
  2. B
    3; 1,5 e 4
  3. C
    6; 3,5 e 4
  4. D
    3; 1,5 e 18
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Resolução comentada

Na associação em série, os capacitores armazenam a mesma carga, igual à carga do capacitor equivalente. Como Q_1 = 18\ \mu\text{C}, também temos Q_2 = 18\ \mu\text{C}.

A tensão em cada capacitor vem de V = \dfrac{Q}{C}:

  1. V_1 = \dfrac{18\ \mu\text{C}}{6\ \mu\text{F}} = 3\ \text{V}
  2. V_2 = \dfrac{18\ \mu\text{C}}{12\ \mu\text{F}} = 1{,}5\ \text{V}

A capacitância equivalente em série é:

C_{eq} = \frac{C_1 \cdot C_2}{C_1 + C_2} = \frac{6 \cdot 12}{6 + 12} = \frac{72}{18} = 4\ \mu\text{F}

Conferência: a tensão da fonte é V = 3 + 1{,}5 = 4{,}5\ \text{V}, e Q = C_{eq} V = 4 \cdot 4{,}5 = 18\ \mu\text{C}, o que confirma o resultado.

Ordem pedida: 3; 1{,}5 e 4.

Alternativa B.

Pegadinha: A alternativa D engana quem soma as capacitâncias (18 μF), regra válida para capacitores em paralelo, e não para a série da figura.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AInverte as tensões (1,5 e 3) e dá uma capacitância equivalente de 0,25, que não corresponde a nenhum cálculo correto.
  • COs valores 6 e 3,5 não decorrem de Q/C; só a capacitância equivalente (4) está certa.
  • DAs tensões estão certas, mas soma as capacitâncias (6 + 12 = 18) como se fosse associação em paralelo.

Assunto: Capacitores.

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Fonte: EEAR 2025 · CFS 1. Prova oficial ↗