FE_L5_Capacitores

Prévia do material em texto

Exercícios Física
Capacitores
1- Seja um capacitor de placas paralelas com espaçamento de 1 mm entre as placas. Ache a área das placas para que 
esse capacitor tenha uma capacitância de 1 F. 
R: 1,13 x108 m2
2- Ache a capacitância equivalente à combinação da figura à direita. 
Suponha que C1 = 10,3 mF, C2 = 4,8 mF e C3 = 3,9 mF. 
R: 7,17 mF
3- Um capacitor de 6,0 mF é ligado em série a um outro de 4,0 mF. Aplica-se ao par uma diferença de potencial de 200V.
a) Qual a carga em cada capacitor? 
b) Qual a diferença de potencial entre as armaduras das cargas em cada capacitor? 
R: a) 480 mC; b) V4 = 120V, V6 = 80V
4- Quatro capacitores estão conectados como na figura à direita.
a) Ache a capacitância equivalente. 
b) Calcule a carga em cada capacitor, se Vab = 15 V.
R: a) 5,96 mF; b) Q20 = 89,47 mC, Q6 = 63,16 mC, Q3 = Q15 = 26,32 mC
5- Encontre a capacitância equivalente na configuração da figura à direita. 
Todos os capacitores são idênticos com capacitância C.
R: 1,83 C
6- A figura mostra uma chapa dielétrica de espessura a e constante dielétrica ke introduzida entre as armaduras de um 
capacitor plano de área A e separação d. Antes da introdução do dielétrico, aplicou-se uma diferença de potencial V0 
entre as armaduras do capacitor. A bateria foi desligada e o dielétrico introduzido. 
Sejam os valores: A = 115 cm2, d = 1,24 cm, a = 0,78 cm, ke = 2,61, V0 = 85,5 V
a) Calcule a capacitância antes da introdução do dielétrico.
b) Qual a carga livre que aparece nas placas?
c) Calcule a intensidade do campo elétrico no espaço vazio.
d) Calcule a intensidade do campo no interior do dielétrico.
e) Calcule a diferença de potencial entre as armaduras (com o dielétrico
inserido)
f) Calcule a capacitância após a introdução do dielétrico.
R: a) 8,21 pF; b) 702 pC; c) 6,9 kV/m; d) 2,64 kV/m; e) 52,3 V; f) 13,4 pF
7- Um medidor de quantidade de combustível em um tanque de gasolina
consiste em um capacitor cilíndrico, com eixo vertical, ocupando toda a
altura do tanque, cujo tubo fica preenchido pela gasolina com a mesma altura do
tanque. Encontre a relação entre a capacitância medida e o nível de combustível,
em relação à capacitância medida com o tanque vazio. Considere que a constante
dielétrica da gasolina vale 2.
R: C(h) = Cvazio (1 + h/H)
8- Um capacitor de placas paralelas tem área A e distância d entre as placas. Uma lâmina metálica de espessura a (a < d
obviamente) é inserido na metade da distância entre as placas. Ache a capacitância final.
R: C=
ϵ o A
d−a
9- No capacitor mostrado ao lado, encontre uma expressão para a capacitância
em função de A, d, , k1,k2 e k3. Despreze possíveis efeitos de borda considerando
l >> d.
Ache a capacitância final, usando os valores:
A = 100 cm2, d = 2 mm, k1 = 4,9, k2 = 5,6 e k3 = 2,1.
R: C=
ϵo A
d (
κ 1
2
+
κ 2 κ 3
κ 2+κ 3 ) ;176,1 pF
10- Um capacitor de placas paralelas tem placas de comprimento a e
largura b, e tem um dielétrico de largura b parcialmente inserido até uma
distância x entre as placas. 
a) Determine a capacitância em função de x.
b) Mostre que a resposta fornece resultados esperados para x = 0 e x = a
R: a) C (x )=
ϵ ob
d
[a+x (κ−1)]
Obs: Se encontrar alguma resposta errada, compare com seus colegas primeiro, se achar alguma inconsistência, por
favor me comunique.