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Um capacitor tem placas paralelas de área A= 40 cm² separadas 2 mm uma da outra, conforme a figura.Analise as proposições:I. A capacitância desse capacitor com vácuo entre as placas é de 17,7 pF;II. A carga armazenada nesse capacitor quando ligado a uma diferença de potencial de 6 V é de 5,5 µC;III. A energia potencial acumulada no capacitor ligado a uma diferença de potencial de 6 V é de 3,18x10-10 J.Assinale a alternativa correta:ATodas são verdadeiras;BSomente a I e III são verdadeiras;CSomente a I e II são verdadeiras;DSomente a III é verdadeira.
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Romerito Nogueira

ontem

Respostas

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ontem

Vamos analisar cada proposição: Primeiro, precisamos calcular a capacitância do capacitor. A fórmula para a capacitância \(C\) de um capacitor de placas paralelas é: \[ C = \frac{\varepsilon_0 \cdot A}{d} \] onde: - \(\varepsilon_0\) (constante de permissividade do vácuo) é aproximadamente \(8,85 \times 10^{-12} \, \text{F/m}\), - \(A\) é a área das placas em metros quadrados, - \(d\) é a distância entre as placas em metros. Convertendo os valores: - \(A = 40 \, \text{cm}^2 = 40 \times 10^{-4} \, \text{m}^2 = 4 \times 10^{-2} \, \text{m}^2\) - \(d = 2 \, \text{mm} = 2 \times 10^{-3} \, \text{m}\) Agora, substituindo na fórmula: \[ C = \frac{(8,85 \times 10^{-12}) \cdot (4 \times 10^{-2})}{2 \times 10^{-3}} = \frac{3,54 \times 10^{-13}}{2 \times 10^{-3}} = 1,77 \times 10^{-10} \, \text{F} = 17,7 \, \text{pF} \] Portanto, a proposição I é verdadeira. Agora, vamos calcular a carga armazenada \(Q\) usando a fórmula: \[ Q = C \cdot V \] onde \(V = 6 \, \text{V}\): \[ Q = 17,7 \times 10^{-12} \cdot 6 = 106,2 \times 10^{-12} \, \text{C} = 1,062 \, \mu C \] Portanto, a proposição II é falsa, pois a carga armazenada é de aproximadamente \(1,062 \, \mu C\), não \(5,5 \, \mu C\). Agora, vamos calcular a energia potencial \(U\) acumulada no capacitor: \[ U = \frac{1}{2} C V^2 \] Substituindo os valores: \[ U = \frac{1}{2} \cdot 17,7 \times 10^{-12} \cdot (6^2) = \frac{1}{2} \cdot 17,7 \times 10^{-12} \cdot 36 = 3,186 \times 10^{-10} \, \text{J} \approx 3,18 \times 10^{-10} \, \text{J} \] Portanto, a proposição III é verdadeira. Resumindo: - I: Verdadeira - II: Falsa - III: Verdadeira A alternativa correta é: B Somente a I e III são verdadeiras.

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