Lista 4

LISTA IV - FÍSICA BÁSICA III Prof. Dr. Robert R. M. Zamora

LISTA IV: CAPACITORES

01. Na fig., no circuito elétrico, calcule a carga

acumulada no condensador de 3 μF, sabendo que a

diferença de potencial entre os pontos A e B é de 30

volts.

a) 20 μC b) 30 μC c) 40 μC

d) 50 μC e) 60 μC

02. Na fig., no circuito elétrico todos os condensadores

tem capacidade C=40 μF. Calcule a capacidade

equivalente entre a e b

a) 15 μF b) 20 μF c) 25 μF

d) 30 μF e) 10 μF

03. Na fig. , no sistema de condensadores, calcule a

capacidade equivalente entre “a” e “b”.

a) 1 μF b) 2 μF c) 3 μF

d) 4 μF e) 5 μF

04. Na fig. , no circuito elétrico V=300 volts, C= 4.10-8

F, abre-se o interruptor S1 e se fecha o S2. Calcule a

carga dos condensadores de capacidade C e 2C.

a) 4 μC, 8 μCb) 8 μC, 4 μC c) 3 μC,6 μC

d) 6 μC,3 μC e) 2 μC,4 Μc

05. Na fig., no circuito elétrico todos os condensadores

têm capacidades C=4 μF. Calcule a capacidade

equivalente entre “a” e “b”.

a) 1 μF b) 2 μF c)3 μF

d) 4 μF e) 5 μF

06. Na fig., no circuito elétrico, calcule a carga do

condensador de capacidade 10 μF

a) 1 mc b) 2 mc c) 3 mc

d) 4 mc e) 5 mc

07. Na fig. , no circuito elétrico a capacidade de todos

os condensadores é C=6 μF. Calcule a capacidade

equivalente entre a e b.

UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAPÁ – UNIFAP

PRÓ-REITORIA DE ENSINO DE GRADUAÇÃO - PROGRAD

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS-DCET

CURSO DE FÍSICA


a) 4 μF b) 2 μF c) 8μF

d) 10μF e) 6μF

08. Na fig., no sistema de condensadores, calcule a

carga do condensador de 3 F.

a) 5 C b) 10 C c) 15 C

d) 20 C e) 25 C

09. Na fig. , no sistema de condensadores, calcule a

diferença de potencial no condensador de 2 μF.

a) 18 V b) 12 V c) 24 V

d) 36 V e) 30V

10. Na Fig., a área de placas do condensador múltiplo

é A= 9 cm2

e a distância entre as placas d=6mm.

Calcule aproximadamente a capacidade equivalente

deste condensador. (k=9.109N.m

2/C

2)

a) 2 pF b) 4 pF c) 6 pF

d) 8 pF e) 10 Pf

11.Na fig, no sistema mostrado todos os

condensadores tem capacidade igual a C= 10 μF,

Calcule a capacidade equivalente entre a e b

a) 10 μF b) 15 μF c) 20μF

d) 25μF e) 30μF

12. Na fig., as placas quadradas de lado a=2 cm do

condensador formam um ângulo θ=20 entre si, sabendo

que d=0,5 cm. Calcule a capacidade deste

condensador.

a) 0,650 pF b) 0,652 pF c) 0,654 pF

d)0,656 pF e) 0,658 pF

13. Na fig., as capacidades dos condensadores situados

nas arestas do cubo são C= 105 μF. Despreze as

resistências dos condutores.


I) Calcule a capacidade equivalente entre os vértices A

e B.

II) Calcule a capacidade equivalente entre os vértices

A e D.

III) Calcule a capacidade equivalente entre os vértices

A e E.

14. Na fig. , se mostra uma rede de condensadores de

um ilimitado. Se cada condensador tem valor iguala

C= 2( +1) μF. Calcule a capacidade equivalente

entre os pontos X e Y.

a) 1μF b) 2μF c) 3μF

d) 4μF e) 5μF

15. Na fig., entre as placas planas paralelas do

condensador se introduz uma placa de cobre de

espessura “b”. A placa de cobre eqüidistante das placas

do condensador.

I) Calcular a capacidade do sistema, antes de introduzir

a placa de cobre.

II) Calcular a capacidade do sistema, depois de

introduzir a placa de cobre.

16. Na fig.45, quando o interruptor S se move para a

esquerda, as placas do condensador C1, adquirem uma

diferença de potencial de Vo. Os condensadores C2 e

C3 estão inicialmente descarregados. Em continuação o

interruptor S se move para a direita. (C1 =1 μF,

C2=2μF, C3= 3 μF e V0)

I) Calcular a carga que adquire o condensador C1.

II) Calcular a carga elétrica final que adquire o

condensador C1.

III) Calcular a carga elétrica final do sistema de

condensadores.

IV) Calcular a energia final armazenada no sistema de

condensadores.

17. Na fig. , o condensador de placas planas paralelas

de área “A”, separadas por uma distância “d” se

carrega até uma diferença de potencial “V0”. Logo, se

desconecta da bateria de carga e as placas se separam

uma distancia “2d”

I) Calcule a nova diferença de potencial entre as placas

de condensador.

II) calcule a energia elétrica inicial E0 armazenada no

condensador.

III) Calcule a energia elétrica final armazenada no

condensador.

IV) Calcule o trabalho que foi feito para separar as

placas do condensador.

18. Na fig. 48, no condensador de placas cilíndricas de

raios internos “a” e externo “b” e longitude “ ”, provar

que a metade da energia elétrica se encontra

armazenada em um cascarão cilíndrico de raios

internos “a” e externo “r”, dada por: r = .


19. Na fig., o espaço entre as placas do condensador

plano se enche com dois dielétricos de constantes “k1”

e “k2”.

I) Provar que a capacidade equivalente, esta dada por:

C= ( A/d)[(k1 + k2) /2]

II) Comprovar esta formula para todos os possíveis

casos limites.

20. Na fig. , o condensador de placas planas paralelas

de área “A”, separadas por uma distância “d”, está

cheia com dois dielétricos de constantes k1=8, k2=2.

Que largura “x” deve ter o dielétrico de constante “k1”,

tal que, ao substituir os dois dielétricos por um

dielétrico de constante k3=4, não varia a capacidade do

condensador? (a=6 cm)

a) 1,0 cm b) 1,5 cm c) 2,0 cm

d) 2,5 cm e) 3,0 cm

21.Na fig., as placas planas paralelas do condensador

são quadrados de lados a=4 cm e estão separadas por

uma distância de d=2 mm. O espaço entre as placas do

condensador se preenchem com um dielétrico cuja

constante depende linearmente da distancia “x”, sendo

seu valor nos extremos esquerdos e direito de k1=2 e

k2=6, respectivamente. ( = 8,85.10-12

C2/N.m

2)

I) Calcular a constante dielétrica “k” a distancia de

x=a/4.

II) Calcular aproximadamente a capacidade do

condensador. (p=10-12

)

III) Calcular o valor médio da constante “k” do

dielétrico.

22. Na fig. , as placas planas paralelas do condensador

de área A=0,12 m2, separadas por uma distância de d=

1,2 cm, se conectam a uma bateria até uma diferença

de potencial de 125 V e depois se desconectam. Entre

as duas placas se localizam, de maneira simétrica um

material dielétrico de espessura b= 0,4 cm e constante

dielétrica k=4,8

I) Calcular a capacidade do condensador antes de

introduzir o dielétrico

II) Calcular a capacidade do condensador depois de

introduzir o dielétrico.

III) Calcular a carga livre “q” antes e depois de

introduzir o dielétrico.

IV) Calcular o campo elétrico no espaço intermediário

entre as placas e o dielétrico.

V) Calcular a magnitude do campo elétrico no

dielétrico.

VI) Ao colocar o dielétrico em sua posição, qual é a

diferença de potencial entre as duas placas?


VII) Calcular o trabalho externo realizado ao

introduzir o dielétrico entre as placas.

23. Na fig., no condensador consta que duas placas

paralelas muito perto uma da outra tem no ar uma

capacidade de C=1.000 pF. A carga elétrica sobre uma

placa é de Q=1 C. ( = 8,85.10-12

C2/N.m

2)

I) Calcular a diferença de potencial entre as placas do

condensador.

II) Assumindo que a carga se mantém constante,

calcule a diferença de potencial entre as placas, se a

separação entre as mesma se duplica.

III) Que trabalho é necessário realizar para duplicar a

separação entre as mesmas?

24. Na fig. , se deseja construir um condensador

intercalando uma folha de papel de 0,004 cm de

espessura entre as folhas de estanho. O papel tem uma

constante dielétrica relativa de 2,8 e conduzirá a

eletricidade se está no campo elétrico de intensidade

3.106 V/m. Isto é, a tensão de ruptura do papel é

3MV/m. . ( = 8,85.10-12

C2/N.m

2)

I) Calcular a área das placas que se necessita para que

um condensador deste tipo tenha uma capacidade de

0,3 μF.

II) Qual é o potencial máximo que se pode aplicar se o

campo elétrico no papel não deve exceder a metade da

tensão de ruptura?

25. Dois condensadores de ar idênticos se conectam

em serie e a combinação se mantém a uma diferença

de potencial constante de 50 volts. Se uma folha de

dielétrico, de constante dielétrica 10 e espessura igual

a um décimo da separação de ar entre as placas, se

introduz entre estas em um dos condensadores, calcule

a voltagem de placa a placa neste condensador.

a) 21,8 V b) 23,8 V c) 25, 8V

d) 27,8 V e) 29,8 V

26. Duas conchas condutoras esféricas, concêntricas de

raios R1 e R2 , se mantêm a potenciais V1 e V2,

respectivamente. A região entre as conchas se

preenche com um médio dielétrico. Demonstre por um

cálculo direto que a energia armazenada no dielétrico é

C.( V2-V1)2/2, sendo C a capacidade do sistema.

27. Na figura temos um condensador formado com

placas não paralelas, placas de comprimento "b",

largura "a" e separadas por uma distancia d com

relação as verticais. Calcular a capacitância deste

condensador.

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