FUNDAMENTOS DE ELETROTÉCNICA II

PROFº ENILSON JOSÉ

4ª LISTA DE EXERCÍCIOS

1) Um capacitor de placas paralelas com ar entre as armaduras é carregado com uma ddp igual a V. Outro capacitor igual, contendo um dielétrico de constante igual a 3, é também submetido à mesma diferença de potencial. Se a energia do primeiro capacitor é W, qual será a do segundo? (Resp. 3W)

2) Um capacitor plano de capacitância C e cujas placas estão separadas pela distância d encontra-se no vácuo. Uma das placas apresenta o potencial V e a outra -V. Qual a carga elétrica armazenada pelo capacitor? (Resp. 2CV)

3) Os quatro capacitores, representados na figura abaixo, são idênticos entre si. Q1 e Q2 são respectivamente, as cargas elétricas positivas totais acumuladas em 1 e 2. Todos os capacitores estão carregados. As ddp entre os terminais de cada circuito são iguais. Qual é a relação entre Q1 e Q2? (Resp. 3)

4) Um capacitor de placas paralelas tem capacitância 8 pF e a ddp entre as placas é 12 V. Afastando as placas do capacitor, até que a capacidade eletrostática seja reduzida à quarta parte da inicial, qual a nova ddp entre as placas? (Resp. 48 V)

5) No circuito dado C1 = 3 mF e C2 = 2 mF. Pede-se: a) a capacitância equivalente entre os pontos ‘a’ e ‘b’; (Resp. 1 mF) b) a carga em cada um dos capacitores C1 mais próximos de ‘a’ e ‘b’ quando Vab

= 900 V; (Resp. 900 mC) c) com Vab = 900 V, calcule Vcd. (Resp. 300 V)

6) Para o circuito abaixo, encontre para cada capacitor a) a carga; (Resp. 21,45 nJ; 21,45 nJ; 105 nJ) b) a ddp; (Resp. 10,73 V; 4,27 V; 15 V) c) a energia elétrica armazenada. (Resp. 115 nJ; 45,8 nJ; 787,5 nJ)

Considere E = 15,0 V, C1 = 2,0 nF, C2 = 5,0 nF e C3 = 7,0 nF

7) Considere a associação de capacitores abaixo, com C1 = 30 nF, e C3 = 20 nF.

a) Qual deve ser o valor da capacitância de C2 para que a capacitância entre os pontos a e b seja 15 nF? (Resp. 30 nF)

b) Qual deve ser a ddp aplicada aos extremos da associação de capacitores para que o conjunto acumule 3,5 x 10-5 J de energia elétrica? (Resp. 216 V)

c) Qual a carga em cada capacitor, considerando as condições do item a e b? (Resp. 1,62 µC; 1,62 µC; 3,24 µC)

8) No circuito a seguir a ddp entre os pontos A e B é 12 V e C1 = 40 µF; C2 = C3 = 20 µF. Calcule: a) a carga elétrica armazenada no capacitor C1; (Resp. 4,8 x 10-4 C) b) a ddp nos terminais do capacitor C2; (Resp. 6 V) c) a energia armazenada no capacitor C3. (Resp. 1,44 mJ)

9) Três capacitores idênticos, quando devidamente associados, podem apresentar uma capacitância equivalente máxima de 18 μF. Qual será a menor capacitância equivalente, em μF, que podemos obter com esses mesmos três capacitores? (Resp. 2µF)

10) No circuito abaixo encontre a ddp entre os terminais de cada capacitor. Dado VAB = 90 V. (Resp. 60 V; 30 V; 30 V)

11) As afirmativas abaixo se referem à associação em série de três capacitores, C1 = 12 µF, C2 = C3 = 8 µF submetida à ddp de 8 V. É ERRADO afirmar que: (Resp. d)

a) a energia armazenada na associação é igual a 9,6 x 10 –5 J b) a carga armazenada em cada capacitor é igual a 2,4 x 10 –5 C c) a carga total armazenada na associação é igual a 2,4 x 10 –5 J d) os três capacitores podem ser substituídos por um único capacitor de

capacitância igual a 28 µF.

12) Dois capacitores de 10 mF, cada um, são ligados em série a uma bateria de força eletromotriz 10 V e resistência interna nula. Após alcançado o equilíbrio, pode-se afirmar que: (Resp. b)

a) a diferença de potencial entre as placas de cada capacitor é 10V. b) a carga de cada capacitor é 100m C. c) a energia acumulada em cada capacitor é 1000m J. d) a carga da associação é 200 m C. e) todas as alternativas estão erradas

13) Um capacitor de 0,01 µF e um de 0,04 µF foram ligados primeiro em paralelo e em seguida em série, a uma fonte de 500 V. Pede-se:

a) a capacitância total em cada associação; (Resp. 0,05 µF; 8 nF) b) a carga total em cada associação; (Resp. 25 µC; 4 µC) c) a carga de cada capacitor nas duas ligações; (Resp. 5 µC; 20 µC; 4 µC; 4 µC) d) a ddp em cada capacitor nos dois casos. (Resp. 500 V; 500 V; 400 V; 100V)

14) Na figura abaixo, cada capacitor tem capacitância 11 mF. Entre os pontos A e B existe uma diferença de potencial de 10 V. Qual é a carga total armazenada no circuito? (Resp. 40 mC)

15) Considere o circuito abaixo, onde E =10 V, C1 = 2 mF, C2 = 3 mF e C3 = 5 mF.

De acordo com essas informações, é INCORRETO afirmar que a carga: (Resp. c)

a) em C1 é 10 mC; b) em C2 é 15 mC; c) fornecida pela bateria é 10 mC; d) em C3 é 25 mC.

16) No esquema dado, VAB = 22 V. Determine:

a) a ddp no capacitor de 3µF (Resp. 11 V) b) a energia armazenada pelo capacitor de 4µF (Resp. 968 µJ) c) a carga armazenada pelo capacitor de 3µF (Resp. 33 µC) d) a capacitância equivalente entre os pontos A e B (Resp. 5,5 µF)

17) No circuito abaixo, a chave Ch está aberta e o capacitor está descarregado. Fecha-se a chave.

Calcule: a) a corrente que atravessa o gerador (Resp. 0,6 A) b) a carga elétrica final do capacitor (Resp. 1,5 µC) c) a energia armazenada pelo capacitor (Resp. 2,25 µJ) d) a ddp entre as placas do capacitor (Resp. 3 V)

18) Um capacitor plano tem capacitância 200 µF, sendo o dielétrico o vácuo. Inserem-se entre as armaduras do capacitor dois dielétricos de constante k1 = 3 e k2 = 6 como na figura abaixo. Determinar a nova capacitância. (Resp. 800 µF)

19) Tem-se um capacitor com armaduras planas e paralelas de área 40 cm2, distanciadas 3 cm e carregada a um potencial de 500 V. Calcular o potencial que resultará se for introduzido entre as placas um dielétrico com k = 20. (os terminas do capacitor estão desligados) (Resp. 25 V)

20) Na associação abaixo, encontre a capacitância equivalente:

a) entre os pontos A e B; (Resp. 6,66 µF) b) entre os pontos A e C. (Resp. 12 µF)