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Fig.27-19 Questão 7. Os capacitores são, freqüentemente, abastecidos com um fio elétri- figado através de seus terminais. Por que se faz assim? Se a distorção das linhas do campo elétrico num capacitor de placas não fosse desprezada, a capacitância seria maior ou menor? Dois discos circulares de cobre estão defronte um do outro separa- por uma determinada distância. De que modo poderíamos reduzir a rcitância dessa combinação? É de se espera. que a constante dielétrica de um material varie com Emperatura? Em caso afirmativo, como? Importa, ou não. que as déculas tenham momentos de dipolo permanentes? Discuta as analogias e diferenças Quando: (a) uma lâmina dielétri- (b) uma lâmina condutora são inseridas entre as placas de um capa- de placas paralelas. Suponha que a espessura de cada lâmina seja à metade da separação entre as placas' Um capacitor de placas paralelas contendo óleo foi projetado para uma capacitância C e para funcionar com segurança até uma certa rça de potencial máxima V sem sofrer ruptura. Contudo, o-pro_- íao foi f"li, e o capacitor, às vezes, apresenta centelhainento. O pode ser feito para recuperar o capacitor, mantendo-se C e V,,,inal- e usando o mesmo dielétrico? CAPACITANCIA 107 14. Um objeto dielétrico experimenta uma força líquida quando é sub- metido a um campo elétrico não-uniforme. Por que não há força líquida quando o campo é uniforme? L5. Um jato de água que sai de uma torneira pode ser desviado se uma barra com carga for colocada próxima a ele. Explique por quê. 16. A água possui uma constante dielétrica de valor alto. Por que não é comum o seu uso como material dielétrico nos capacitores? 17. Um capacitor de placas paralelas é carregado por meio de uma ba- teria, sendo, a seguir, retirado. Uma lâmiha dielétrica é, então' introdu- zida entre as placas do capacitor. Descreva qualitativamente o que acon- tece com a caÍga, a capacitância, a diferença de potencial, o campo elé- trico, a energia ârmazenada e a lâmina. 18. Enquanto um capacitor permanece ligado a uma bateria, uma lâ- mina dielétrica é introduzida entre as placas. Descreva qualitativamente o que acontece com a carga. a capacitância. a diferença de potencial, o campo elétrico, e a eiergia armazenada. E necessário a realização de Distância grande trabalho para introduzir-se a lâmjna? EXERCíCIOS E PROBLEMAS 19. Dois capacitores idênticos estão ligados como mostraaFig.2T-20. Uma 1âmina dielétrica é introduzida entre as placas de um dos capacito- res, a bateria permanecendo ligada. Descreva qualitativamente o que acontece com a carga, a capacitância, a diferença de potencial, o campo elétrico e a'energia armazenada de cada um dos capacitores' Fie.27-20 Questão 19. l I 27-2 Capacitància Um eletrômetro é um instrumento usado para medir carga estática: carga desconhecida é colocada sobre as placas do capacitor do e a diferença de potencial é medida. Que carga mínima pode medida por um eletrômetro com uma capacitância de 50 pF e uma ibilidade à voltagem de 0,15 V? Os dois obietos metálicos daFig. 21-21 têm cargas líquidas de + pC e - 70 pC, o que resulta numa diferença de potencial de 20 V eles. (a) Qual é a capacitância do sistema? (b) Se as cargas muda- para + 200 pC e - 200 pC, qual será o valor da capacitância? (c) será o valor da diferença de potencial? Fig.27 -2lExercício 2. O capacitor naFig.21-22 tem uma capacitância de 25 1tF e está mente sem carga. A bateria fomece uma diferença de potencial de 120 V. Após a chave S ter ficado f3chada por um longo tempo, quan- ta caÍga terá passado através da bateria? Fig.27-22 Exercício 3. Seção 27-3 Cálculo da Capacitância 4E. Resolvendo-se a Eq. 27-9 para €0, vemos que sua unidade SI é o farad por metro. Mostre que esta unidade é equivalente àquela obtida anteriormente para €0, ou seja, coulomb2 por newton-meffo2. 1 àEr' U* capacitor de placas paralelas possui placas circulares de raio V&ã cm e separação 1.3 mm. (a) Calcule a capacitância. (b) Que carga aparecerá sobre as placas'se a diferença de potencial aplicada for de 120v?

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Fig.27-19 Questo 7.Os capacitoresso,freqentemente,abastecidoscomum fioeltri-figadoatravsde seus terminais.Porquesefaz assim?Sea distorodaslinhasdo campoeltriconumcapacitordeplacasno fossedesprezada,acapacitnciaseria maioroumenor?Dois discoscirculares decobreestodefronteumdo outro separa-por umadeterminadadistncia.De que modopoderamosreduzir arcitnciadessacombinao? dese espera. que aconstantedieltricadeummaterial variecomEmperatura?Em casoafirmativo,como?Importa,ouno.que asdculastenhammomentosde dipolopermanentes?Discuta as analogiase diferenas Quando: (a)umalmina dieltri-(b)uma lmina condutoraso inseridasentreasplacas de umcapa-deplacasparalelas.Suponhaque aespessuradecada lminaseja metadeda separaoentreasplacas'Umcapacitor deplacasparalelascontendoleofoiprojetadoparaumacapacitncia C e parafuncionarcomseguranaat umacertara depotencialmximaV sem sofrer ruptura.Contudo, o-pro_-ao foif"li, e o capacitor, s vezes,apresenta centelhainento.Opodeser feitopararecuperarocapacitor,mantendo-seC e V,,,inal-eusandoo mesmodieltrico?CAPACITANCIA 10714. Um objetodieltricoexperimentauma fora lquida quandosub-metidoa umcampoeltrico no-uniforme.Porquenohforalquidaquandoo campo uniforme?L5.Um jato deguaquesaide uma torneira podeser desviadose umabarracomcargafor colocadaprximaaele.Expliquepor qu.16.A guapossuiuma constantedieltricadevalor alto.Porque nocomum o seuusocomo materialdieltriconoscapacitores?17. Um capacitordeplacas paralelascarregadopormeiode uma ba-teria, sendo,a seguir,retirado. Umalmiha dieltrica, ento'introdu-zida entre asplacasdocapacitor.Descrevaqualitativamenteo queacon-tececoma caga,a capacitncia,a diferenadepotencial, o campoel-trico, a energiarmazenadaea lmina.18. Enquantoum capacitorpermaneceligadoaumabateria,umal-minadieltrica introduzida entre asplacas. Descrevaqualitativamenteoque acontececoma carga.a capacitncia. a diferena depotencial,ocampoeltrico,e a eiergiaarmazenada.E necessrioa realizaodeDistnciagrandetrabalho paraintroduzir-sealmjna?EXERCCIOSE PROBLEMAS19. Dois capacitoresidnticos estoligadoscomomostraaFig.2T-20.Uma1minadieltrica introduzidaentre as placasdeum doscapacito-res,a bateria permanecendoligada.Descrevaqualitativamenteo queacontece coma carga,a capacitncia,adiferenade potencial, o campoeltricoe a'energiaarmazenadade cadaum dos capacitores'Fie.27-20 Questo 19.lI27-2CapacitnciaUmeletrmetro uminstrumento usadoparamedir carga esttica:carga desconhecida colocadasobre as placas docapacitordoeadiferena de potencial medida. Que cargamnimapodemedidapor um eletrmetrocomumacapacitnciade 50pF e umaibilidade voltagemde0,15V?Os dois obietos metlicosdaFig.21-21tm cargas lquidasde +pCe - 70 pC,o queresulta numa diferenade potencialde 20 Veles. (a) Qual a capacitnciado sistema?(b) Se ascargas muda-para+ 200 pC e - 200 pC,qualsero valorda capacitncia? (c)sero valordadiferena depotencial?Fig.27-2lExerccio2.O capacitornaFig.21-22tem uma capacitnciade25 1tF e estmentesem carga.A bateria fomeceumadiferenade potencialde 120 V.Apsachave S ter ficadof3chadaporum longo tempo,quan-tacagater passadoatravsdabateria?Fig.27-22Exerccio3.Seo 27-3Clculo daCapacitncia4E. Resolvendo-seaEq. 27-9para0, vemosquesuaunidade SI ofarad pormetro.Mostrequeesta unidadeequivalentequelaobtidaanteriormentepara 0,ouseja,coulomb2por newton-meffo2.1Er' U* capacitordeplacasparalelaspossuiplacascircularesderaioV& cm eseparao1.3mm.(a)Calculea capacitncia. (b) Que cargaaparecer sobreasplacas'se adiferenadepotencialaplicada forde120v?108 ELETROMAGNETISMO6E. Sejamduasplacasmetilicasplanas, cadauma- de rea1,00 m2,comas quaiidesejamosconstruir umcapacitordeplacas paralelas'Parpobtrmosum capacitnciade1,00F, qualdeverser aseparoentreas placas?Serpossvelconstruirmostal capacitor?7E.A placaeocatododeum diodo avcuotma forma dedoiscilin-dros concntricoscomo catodosendoo cilindrocentral.O dimetro docatodo de1,6mm eo dimetro daplacade18 mm;osdoiselemen-tos tm omprimento de2,4 cm.Calculara capacitnciadodiodo'onde a readecada placaex a separaoentreas placas'(b)placasforem dealumnio,qualdever sero coeficientede exi..i.udos separadoresafim deque a capacitncia no varietemperatura? (Ignoreo efeitodosseparadoressobre ados capacitores?Seo27-4Capacitoresem Paralelo e em Srie/ R e spessura dr?(d)Determineporintegrenergiaarmazenada no espoque circundaocondutor' (e) Qual sensuaariaao se o raiodoiondutorfor aumentadoparaR + ^R? (0trabalhonecessrioparaestavariaodeenergia igualaoprodutoumapressoeletrositica externaea variaoresultanteno v.olume