COLÉGIO TÉCNICO INDUSTRIAL - Prof. Mário Alquati7a Lista de Exercícios de FÍSICA III

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1) Um capacitor de placas paralelas tem uma energia potencial de 437,5 nJ quando submetido a uma ddp de250 V. Se a distância entre as placas é de 1,1 mm e a área delas 5 cm2, qual o εR do dielétrico utilizado ? (3,5).

2) Um capacitor de placas paralelas tem uma energia potencial de 11,25 J quando carregado com uma carga de15 μC. Se a distância entre as placas é de 2,2 mm e a área delas 25 cm2, qual a εR do dielétrico utilizado ? (1,0).

3) Um capacitor plano tem placas de 15 cm2 cada, separadas de 1,65 mm. O capacitor é carregado através de uma fonte de tensão de 50 V. O dielétrico utilizado é o teflon (εR = 2,5). Se neste capacitor fosse utilizada mica (εR = 7) como dielétrico, qual seria o acréscimo de cargas elétricas que poderia ser obtido ? (1,8 nC).

4) Um técnico em eletrônica precisa obter uma tensão de 20 V entre dois pontos de um circuito. Ele dispõe apenas de capacitores iguais de 2 μF. A carga deste circuito é de 8 μC. a) Que tipo de associação ele deve usar ? Por quê ? b) Qual o número de capacitores a ser utilizado ? (série; 5).

5) Um técnico em eletrônica precisa obter uma tensão de 12 V entre dois pontos de um circuito. Ele dispõe apenas de capacitores iguais de 3,3 μF. A carga deste circuito é de 198 μC. a) Que tipo de associação ele deve usar ? Por quê ?b) Qual o número de capacitores a ser utilizado ? (paralelo; 5).

6) Na montagem de certo circuito com capacitores deseja-se obter uma carga de 60 μC, porém mantendo uma tensão máxima de 15 V. Dispõe-se apenas de capacitores de 2 μF. a) Que tipo de associação deve ser feita ? Por quê ? b) Qual o número mínimo de capacitores a serem associados ? (paralelo; 2).

7) Na montagem de certo circuito com capacitores deseja-se obter uma carga de 280 μC, porém mantendo uma tensão máxima de 25 V. Dispõe-se apenas de capacitores de 56 μF. a) Que tipo de associação deve ser feito ? Por quê ? b) Qual o número mínimo de capacitores a serem associados ? (série; 5).

8) Dois capacitores são associados em série, como indica a figura, se A

fornecermos à associação uma carga de 18 μC, determine: a) a capacidade equivalente; b) a carga de cada capacitor; c) a ddp em cada capacitor; d) a

B

3 μF 9 μF

ddp da associação; e) a energia armazenada da associação (9/4 μF; 18 μC; 6 V; 2 V; 8 V; 72 μJ).

70 V

A

2 μF

B

5 μF

9) Dada a associação, determine: a) a capacidade da associação equivalente (7μ F); b) a carga de cada capacitor (350 μC; 140 μC); c) a energia armazenada na associação (17,15 mJ); d) a carga total armazenada (490 μC).

10) Um capacitor plano de 22 pF tem suas armaduras ligadas a uma bateria de 12

V. Sem desfazer a ligação, introduz-se entre as placas papel (εR = 3,5). Qual o acréscimo de cargas elétricas que podemos obter ? (660 pF).

11) Se a ddp VA - VB = 120 V, no esquema ao lado, determine a ddp entre as placas de cada condensador (30 V; 90 V). A

12) Dois capacitores de capacitâncias C1 = 2 μF e C2 = 6 μF , estão ligados em paralelo e inicialmente descarregados. Posteriormente são ligados a uma bateria que fornece ao sistema uma carga de 48 μC. Qual a carga de cada capacitor ? (12 μC; 36 μC).

15μF

15μF

5μF

B

5μF

13) A carga de um capacitor sofre um aumento de 6.10-5 C quando a ddp entre os seus terminais aumenta de50 V para 60 V. Qual a capacitância deste capacitor ? (6 μF).

14) Sabendo que a ddp VA-VB = 40 V, determine a ddp entre as placas de cada capacitor (8 V; 24 V; 16 V; 16 V).

CA D

90μF 10μF

45μF60μF

B

15) Um capacitor plano de placas paralelas é carregado por meio de uma bateria e, com o capacitor carregado, afastam-se as placas até uma distância igual ao dobro da anterior. Nessas condições dizer o que acontece com: a) a ddp entre suas placas; b) a sua carga; c) a sua capacitância (dobra; igual; metade).

16) Para a associação de capacitores ao lado, determine a energia potencial acumulada quando a associação é ligada a uma bateria de 12 V, dado C

C= 18 μF (432 μJ).

C/2 C/2

C C/2 C

17) Dois capacitores iguais, com ar entre as armaduras, estão em paralelo. A capacidade desta associação é de30 μF. Supondo agora que esses capacitores são conectados em série e que, entre suas placas seja colocado umdielétrico de εR = 6, determine a capacitância final da nova associação (45 μF).

18) Na associação de capacitores ao lado: VAB = 90 V; C1 = 3,0 μF; C2 = 4,0 μF; C3 = 6,0 μF e C4 = 1,0 μF. Determine: a) a ddp em C1 e C2; b) a carga em C3 e C4

(60 V; 18 V; 180 μC; 72 μC).

A C1 C2

90 V

B C3 C4

19) Para as associações de capacitores abaixo, determine: a capacitância equivalente; a ddp entre as placas de cada capacitor e a carga de cada capacitor (3 μF; 2 μF; 7,2 μF; 4,0 μF).

C2A C1

C3

C4 B A C4

C1

B

C2 C3

C1 = 6,0 μF C2 = 7,2 μF C3 = 36 μF C4 = 18 μF VAB = 120 V

C1 = 4,0 μF C2 = 24 μF C3 = 12 μF C4 = 6,0 μF VAB = 18 V

C1 = 6,0 μF C2 = 3,0 μF C3 = 9,0 μF C4 = 12 μF VAB = 12 V

C2 = 2μF

C1 = 2,0 μF C2 = 2,0 μF C3 = 2,0 μF C4 = 6,0 μF VAB = 12 V

20) O esquema da figura representa uma rede, cujo ponto Bestá ligado à terra, sendo o ponto A mantido num potencial de600 V. Determine: a) o capacitor equivalente; b) a ddp entre Ce B; c) a carga em C3 (2,5 μF; 500 V; 5.10-4 C).

A

C1 =15μF

C B

C3 = 1μF

21) A carga de um condensador sofre uma diminuição de 40.10-8 C quando a diferença de potencial entre os seus terminais diminui de 30 V para 5 V. Qual a capacitância deste condensador ? (16 nF).22) Sabendo que a associação de capacitores ao lado está carregada com uma carga de 72 nC, determine a ddp aplicada a cada capacitor (12 V; 36 V). 2 nF 2 nF 2 nF 2 nF

23) Sejam três capacitores iguais de capacitância 56 nF cada. Vamos associá-los em série e depois em paralelo. Se aplicarmos uma tensão de 12 V na associação em paralelo, qual deve ser a tensão na associação em série para que ambas as associações tenham as mesmas cargas ? (108 V).

24)Considerando o esquema ao lado e, sendo VA-VC = 120 V, pede-se: a) o capacitor eqüivalente; b) a carga de cada capacitor; A c) a ddp entre as placas de cada capacitor; d) a energia potencial armazenada por cada capacitor (4,8 μC; 240 μC; 144 μC; 192 μC;144 μC; 432μC; 48 V; 48 V; 48 V; 72 V; 72 V; 5,76 mJ; 3,456 mJ; 4,608 mJ; 5,184 mJ; 15,552 mJ).

5μF3μF

4μF

2μF

B C6μF

A

4 nF

2,4 nF

3 nF

25) Para a associação ao lado, determine a carga e a tensão em cadaB capacitor, considerando que VAB = 25 V (60 nC; 25 V; 60 nC;

15 V; 30 nC; 15 V; 30 nC; 10 V; 60 nC; 10 V).

2 nF 6 nF

26) Dois capacitores iguais, com ar entre as armaduras, estão associados em série. A capacidade desta associação é de 15 nF. Supondo que esses capacitores sejam conectados em paralelo e submetidos a uma tensão de 12 V, qual a energia potencial armanezada pela nova associação ? (4,32 μJ).