Lista III - Geusa

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
PROFa: Geusa de A. Marques
Aluno(a):_______________________Mat.:__
3aLista - Resitência, resistividade e circuitos
1. a) Qual é a voltagem sobre o capacitor da …g.
abaixo, considerando um tempo muito longo.
b) quanto tempo leva o capacitor para descarregar a
um décimo de sua voltagem inicial?
2. Um resistor de 15; 0k
 e um capacitor estão ligados
em série, e então uma diferença de potencial de 12; 0 V é
repentinamente aplicada entre as extremidades deles. A
diferença de potencial entre as extremidades do capacitor
aumenta para 5; 00 V em 1, 30 �s.
a) Calcule a constante de tempo do circuito.
b) Determine a capacitância do capacitor.
3. Considere um capacitor de placas paralelas, uma
placa com carga total +Q e a outra com carga total �Q.
a) Calcule a força que uma placa exerce sobre a outra.
b) Agora, considere este capacitor num circuito como
mostrado abaixo, mesmo está ligado entre duas molas
metálicas idênticas de constante elástica k, considere
�V = 100; 0V , C = 2; 0�F e d = 8; 0mm quando a
chave S está aberta. Após a S fechada, a distância entre
as placas d diminui por um fator de 0,5, qual a máxima
carga coletada em cada placa?
c) Qual o valor da constante elástica k para cada mola?
4. O circuito na Fig. abaixo contém dois resistores,
R1 = 2:00k
 eR2 = 3:00k
, e dois capacitores, C1 =2.00
�F e C2 =3.00 �F, conectados a uma bateria com uma
fem " = 120V . Não há cargas nos capacitores antes
do interruptor S ser fechado. Determine as cargas q1
e q2 nos capacitores C1 e C2, respectivamente, após o
interruptor ser fechado.
5. Considere um material com resistividade uniforme
�, com vértices L, w, y2e y1 como mostra a …gura abaixo
onde y2 > y1. Ache a resistência entre as faces
a) A e B.
b) C e D.
6. Determine a corrente que passa por cada resistor e
a voltagem sobre o capacitor de 200
:
7. Considere o circuito abaixo com uma carga R e um
voltímetro com resistência interna r ligado em paralelo a
um capacitor C. Após ligar a chave S, encontre
a) q(t) do capacitor.
b) a corrente i(t) sobre o capacitor.
2
c) A voltagem Vc(t) sobre o capacitor.
d) Se o capacitor é completamente carregado e então
a chave S é aberta, nesta situação, encontre a expressão
para a voltagem Vc(t) sobre o capacitor.
8. O espaço entre duas cascas esféricas condutoras
concêntricas de raios b e a (onde b > a) é preenchido com
uma substância com constante dielétrica k. Existe uma
diferença de potencial V entre a casca interna e a casca
externa. Determine
a) a capacitância do dispositivo,
b) a carga livre q sobre a casca interna e
c) a carga q0 introduzida ao longo da superfície da casca
interna.
9. A …g. abaixo representa um condutor circular de
diâmetro não-homogêneo conduzindo uma corrente de
5; 0A. O raio da secção transversal A1 é 0; 40cm:
a) Qual a densidade de corrente que atravessa A1.
b) Se a densidade de corrente que atravessa A2 for
igual a 1=4 do valor que atravessa A1, qual é o raio do
condutor em A2?
10. O espaço entre duas cascas cilíndricas coaxiais de
comprimento L e raios a e b (a < b) é preenchido por um
material de resistividade de �:
a) Qual a resistência entre as duas cascas.
b) Determine a corrente que circula entre as cascas se
� = 30
 � m a = 1; 5cm; b = 2; 5cm; L = 50cm e a
diferença de potencial entre as duas cascas é de 10V .
11. De acordo com a …g abaixo, encontre
a) I1 ;
b) I2;
c) I3:
12.Uma bateria tem uma fem de 12V e uma resistência
interna de 0,05
: Seus terminais são conectados a uma
carga de 3,0
.
a) Encontre a corrente do circuito.
b) Encontre a voltagem dos terminais da bateria antes
da carga ser conectada.
c) Encontre a voltagem dos terminais da bateria após
a carga ser conectada.
d) Após a carga conectada, encontre a potência dissi-
pada pela carga. e) após a carga ser conectada, encontre
a potência dissipada pela bateria.
13. Em um acelerador de partículas, os prótons em um
feixe de 5mA se movem praticamente com a velocidade
da luz.
a) Quantos prótons existem por metro de feixe?
b) Se a áreada seção reta do feixe é de 10�6m2, qual é
a concentração de prótons no feixe?
14. As placas de capacitor esférico possuem raios de
38 mm e 40 mm.
a) Calcule a capacitância.
b) Qual deve ser a área da placa de um capacitor de
placas paralelas com a mesma separação entre as placas
e a mesma capacitância?
15. Uma certa substância possui uma constante
dielétrica de 2,8 e uma rigidez dielétrica de 18 MV/m.
Se ela for usada como um material dielétrico em um ca-
pacitor de placas paralelas, que área mínima as placas do
capacitor deveriam ter para se obter uma capacitância de
7,0 �10�2�F e para assegurar que o capacitor será capaz
de resistir a uma diferença de potencial de 4,0 kV?
16. Na …g. abaixo, a bateria B fornece 12V . Deter-
mine a carga sobre cada capacitor
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a) primeiramente quando apenas a chave S1 for fechada
b) mais tarde, quando a cahve S2 também for fechada.
Considere C1 = 1; 0�F , C2 = 2; 0�F , C3 = 3; 0�F e
C4 = 4; 0�F:
"0 = 8; 85� 10�12C2 /=N �m2:
qel�etron = 1; 6� 10�19C:
cluz = 3� 108m=s:
Alles Gute!!!!