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Física III Lista 5 - Capacitância 1) Um capacitor de placas paralelas possui placas circulares de raio igual a 8,2 cm e separação de 1,3 mm. a) Determine a sua capacitância. b) Se aplicarmos uma diferença de potencial de 120 V, qual será o valor da carga que surgirá ente as placas? R: a) 140 pF, b) 17 nC 2) A placa e o catodo de um diodo à vácuo têm a forma de dois cilindros concêntricos, com o catodo como cilindro central. O diâmetro do catodo é igual a 1,6 mm e o da placa mede 18 mm, sendo o comprimento de ambos igual a 2,4 cm. Calcule a capacitância do diodo. R: 0,55 pF 4) Quantos capacitores de 1,0 F podem ser combinados em paralelo, a fim de acumularem uma carga de 1,0 C com um potencial de 110 V através dos capacitores? R: 9091 capacitores 5) Calcule a capacitância equivalente da associação. R: 7,33 F 6) Cada um dos capacitores descarregados da figura ao lado tem uma capacitância de 25 F. Uma diferença de potencial de 4200 V é estabelecida quando a chave é ligada. Quantos coulombs de carga passam, então, através do amperímetro A? R: 315 mC 7) Um capacitor de 100 pF é carregado sob uma diferença de potencial de 50 V, mas logo após a bateria que o carregou é retirada. O capacitor é então, ligado em paralelo com um segundo capacitor, que, inicialmente está descarregado. Se a diferença de potencial cair para 35 V, qual será a capacitância do segundo capacitor? R: 43 pF 8) Um capacitor de placas paralelas tem uma capacitância de 130 pF. Calcule a energia armazenada quando uma diferença de potencial de 56 V é aplicada. R: 203,8 nJ 9) Dois capacitores, 2,0 F e 4,0 F, são ligados em paralelo e submetidos a uma diferença de potencial de 300 V. Calcule a energia total armazenada nos capacitores. R: 0,27 J 10) Um capacitor de placas paralelas tem uma capacitância de 5,0 pF. a) Se a placa tiver uma área de 0,35 m2, qual será a distância entre elas? b) Suponha que a região entre as placas seja, então, preenchida com material cuja constante dielétrica é igual a 5,6. Calcule a capacitância. R: a) 0,6195 m, b) 28 pF 11) Certa substância possui uma constante dielétrica de 2,8 e uma rigidez dielétrica de 18 MV/m. Se usarmos esta substância como o material dielétrico a ser introduzido num capacitor de placas paralelas, qual será a área mínima que as placas do capacitor devem ter para que a sua capacitância seja de 7,0x10-8 F e para que o capacitor seja capaz de resistir a uma diferença de potencial de 4,0 kV? R: 0,63 m2 C1=10,0 F C2=5,0 F C3=4,0 F V C1 C2 C3 C V C1 C2 C3 A Respostas 14) a) 100 μC b) 20,0 μC 15) a) 3,0 μF b) 60,0 μC c) 10 V d) 30,0 μC e) 10 V f) 20,0 μC g) 5,0 V h) 20,0 μC 32) a) 35 pF b) 21 nF c) 6,3 μJ d) 0,60 MV/m e) 16 J/m3 37) a) 16,0 V b) 4,51 x 10-11 J c) 1,20 x 10-10 J d) 7,52 x 10-11 J 45) 66 μJ
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