ATIVIDADE
EXERCÍCIOS – TEMA 04 PROFESSOR
DISCIPLINA FÍSICA
SÉRIE
TURMA
3ª
ALUNO
Nº
RONALDO MAIA EDUCANDO COM A VIDA E A ESPERANÇA “
”
Atividades propostas. 01. Um condensador está ligado direto à nossa rede que é de 220 V, se ele tem uma capacidade de 10 -5 µF. Que carga ele pode adquirir? 2 02. As placas de um capacitor estão separadas por uma distância de 0,2 mm. Se a área de cada uma placa é de 20 cm . Qual a capacidade desse capacitor se o dielétrico for o vácuo? 03. Para aumentar a capacidade de um capacitor eu preciso colocar um dielétrico no meio do que já está lá. Se colocarmos entre as placas do capacitor da questão anterior uma película de silício que tem constante dielétrica k = 12, qual será a nova capacidade adquirida? (Dado: Teremos que considerar como dielétrico agora ε, que é o resultado de k. ε0) 9 04. Uma esfera condutora de eletricidade tem um diâmetro de 6,0 cm. Se ela está no vácuo onde K = 9.10 N.m2/C2, que capacitância ela pode oferecer? 05. (PUC-MG) Se dobrarmos a carga acumulada nas placas de um capacitor, a diferença de potencial entre suas placas ficará: a) inalterada. b) multiplicada por quatro. c) multiplicada por dois. d)divididaporquatro. e)divididapordois. 06. Você é capaz de encontrar a energia potencial armazenada em um capacitor que está submetido a uma ddp de 500 V, suas placas estão separadas por uma distância de d = 2.10 -2 m e têm área de 0,1 m 2? 07. Construa o gráfico que representa a descarga de um capacitor. 08. Você dispõe de três capacitores: C 1 = 4 µF, C 2 = 4 µF e C3 = 8 µF. Determine a capacitância equivalente nas seguintes situações: a)emsérie. b)emparalelo. c)C 1 e C2 em paralelo e C3 em série com os anteriores. Você pode! 01. Construa baseado nas informações contidas no tema, o que é, em que formato pode se apresentar e para que serve um capacitor. 02. Onde utilizamos com mais freqüência os capacitores? 03. Um tipo de capacitor tem função especial nos rádios. Como é o comportamento dele e qual a sua função? 04. Explique sob um ponto de vista microscópico, o que acontece dentro de um capacitor (com o dielétrico), sendo este formado de um material isolante o qual teoricamente tem todos os elétrons livres presos aos átomos. 05. EComo como você o capacitor armazenar elétricas? 06. defineconsegue a capacitância de cargas um capacitor e qual a(s) diferença(s) e semelhança(s) entre os modelos apresentados? 07. Mostre matematicamente uma fórmula para encontrar a capacitância de capacitores em série quando: a) forem dois capacitores; b) forem n capacitores. 08. Pesquise sobre o poder das pontas. 09. A pergunta mais trivial é: O pára-raio, evita ou atai rios? Explique. 10. Que características principais apresentam uma associação de capacitores em: a)série; b)paralelo. Questões de vestibulares. 01. (AFA) Na figura abaixo, temos dois capacitores ligados em série, sendo C1 = 10 mF e C2 = 20 mF, com uma fonte de 30 V. Sendo V1 e V2 dois voltímetros, pode-se dizer em relação às leituras de V1 e V2 que: a) V2 = 0 b) V1 = V2 c) V1 < V2 d) V1 > V2 02. (UFC) A figura abaixo representa um capacitor de placas U paralelas, ao qual está aplicada uma diferença de potencial U. Uma carga puntiforme, Q, deve ser transportada do ponto A até o ponto B. O trabalho necessário para isso será: A (WAB)I, se a carga seguir a trajetória I, ou (WAB) II, Q caso a carga siga a trajetória II. Encontre (WAB)I, C (WAB)II e a razão (WAB)I / (WAB)II. g I r a 03. (UFC) A figura ao lado representa o processo de a II B descarga de um capacitor como função do tempo. No tempo t = Questão 0, a diferença de potencial entre as placas do capacitor era 03 U0 = 12 volts. No instante de tempo t 1, assinalado no gráfico, a diferença de potencial, em volts, entre as placas do capacitor é: 0 t 1 tempo 0
1
a)1,5
b)3,0
c)4,5
d)6,0
e)7,5
04. (UFC) Três capacitores idênticos, quando devidamente associados, podem apresentar uma capacitância equivalente máxima de 18 µF. A menor capacitância equivalente que podemos obter com esses mesmos três capacitores é, em µF: 8a) 6b) 4c) 2d) 1e) 05. (ITA) Um capacitor de 1 µF carregado do 200 V e um capacitor de 2 µF carregado com 400 V são conectados após terem sido desligados das baterias de carga, com a placa positiva de um ligada à placa negativa do outro. A diferença de potencial e a perda de energia armazenada nos capacitores serão dadas por: a) 20 V; 1,0 J b) 200 V; 1,2 J c) 200 V; 0,12 J d) 600 V; 0,1 J e) 100 V; 1,2 J 06. (Mackenzie) Na associação a seguir, a d.d.p. entre as armaduras do capacitor de 4 µF é: a) 3,0 V b) 4,5 V c) 6,0 V d) 9,0 V e) 13,5 V 07. (UFC) A figura ao lado mostra uma esfera condutora, de raio R, ligada por um fio fio muito longo e de capacitância nula, a uma das placas de um capacitor plano de placas paralelas e de capacitância C. A outra placa do capacitor está ligada à terra no ponto T (considere nulo o potencial em T). Antes de o fio ser R ligado, o capacitor estava eletricamente neutro e a esfera estava eletrizada, de modo que o potencial V o = kQo/R, na sua superfície, era de 3,0.10 5 volts. C Suponha que o sistema (esfera+fio+capacitor) está no vácuo e que a 9 2 2 constante k é igual a 9,0.10 N·m /C . O raio R é igual a 0,30 m e a capacitância C é igual a 300 pF (1 pF = 1.10 –12 F). Restabelecido o equilíbrio, após o fio ser ligado, determine: T a) o valor da carga do capacitor, expresso em µC (1 µC = 1 x 10–6 C); b) a diferença de potencial entre as placas do capacitor, medida em volts. 08. (ITA) Um capacitor de capacitân cia igual a 0,25 10 –6 F é carregado até um potencial de 1,00 10 5 V, sendo então descarregado até 0,40.105 V num intervalo de tempo de 0,10s, enquanto transfere energia para um equipamento de raios-X. A carga total, Q, e a energia, E, fornecidas ao tubo de raios-X, são melhor representadas respectivamente por a) Q = 0,005C e E = 1250J b) Q = 0,025C e E = 1250J c) Q = 0,025 C e E = 1050J d) Q = 0,015C e E = 1250J e) Q = 0,015C e E = 1050J 09. (UFC) No circuito abaixo há três capacitores idênticos. O capacitor central está carregado e a energia eletrostática nele armazenada vale U0. Os outros dois capacitores estão inicialmente descarregados. A chave S é então acionada, ligando o capacitor central a um dos capacitores laterais, por alguns instantes. Em seguida essa operação é repetida com o outro capacitor lateral. A energia total final armazenada nos três capacitores vale: a)
3 8
U0
b)
1 2
U0
c)
1 8
U0
d)
1 12
U0
e)
1 16
U0
10. (ITA) Um capacitor é formado por duas placas metálicas retangulares e paralelas, cada uma de área S e comprimento L, separadas por uma distância d. Uma parte de comprimento x é preenchida com um dielétrico de constante dielétrica k. A capacitância desse capacitor é: a) ε0 S [L + x (k – 1)]/(dL) b) ε0 S [L - k (x + L)]/(dL) c) ε0 S L[1/(L – x) + k/x]/(dL) d) ε0 S L{[1/(L - x ) + k/x ]}/d e) ε0 S [k (L - x ) + x]/(dL)
2
