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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 3 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!!!!
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