lista capacitores

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Universidade Estadual de Feira de Santana
Departamento de Física
Física III
Lista de exercícios
Escopo: Capacitores e dielétricos
1. Dois capacitores de placas paralelas com capacitâncias de 4µF e 6µF estão disponíveis num labo-
oratório. Quais são os valores possíveis de capacitâncias que podem ser obtidos quando eles são
combinados? Se uma diferença de potencial de 6V for aplicada através de cada uma das combi-
nações de capacitores, ache a carga em cada capacitor, supondo que não estejam presentes cargas
iniciais.
2. Três capacitores idênticos, cada um tendo uma capacidade de 1µF, são carregados aplicando-se
neles respectivamente 1V, 2V e 4V. As fontes de tensão são então removidas, deixando os três
capacitores carregados. Depois disso, eles são conectados um ao outro em paralelo, ligando-se as
placas negativas uma à outra e, do mesmo modo, conectando-se as placas positivamente carregadas.
i) Ache as cargas e as diferenças de potencial através de cada um dos capacitores depois desta
conexão ser feita. ii) Qual é a capacitância da combinação? Resp. i) 2,33µC, 2,33V ii) 3µF
3. Dois capacitores de capacitâncias 3µF e 6µF são ligados em série com uma bateria de 12V. i) Quais
as cargas e as diferenças de potencial em cada um deles? ii) Depois eles são desligados da bateria e
conectados juntos em paralelo. Ache a diferença de potencial resultante para ambas as polaridades
de conexão (positivo/positivo e positivo/negativo). Resp. i) 24µC, 8V e 4V; ii.a) 5,33V
4. Um capacitor cilindríco consiste de dois cilindros condutores concêntricos muito compridos. O raio
externo do cilindro interno é 9,50cm e o raio interno do cilindro externo é 10,0cm. (a) Qual é a
capacitância desta estrutura, por unidade de comprimento? (b) Qual a diferença de potencial que
esta estrutura poderia suportar sem pane, supondo-se que a pane elétrica do ar na região entre as
placas ocorra sempre que haja um campo elétrico de 3, 0x106 volt/m em qualquer ponto? Resp.
(a) 1, 084x10( − 9)f/m; (b) 15000V
5. Suponha que vários e diferentes capacitores com placas paralelas sejam carregados por uma fonte
de voltagem constante. Considerando o efetivo movimento e a posição das cargas em um nível
atômico, por que é razoável pensar que as capacitâncias são proporcionais às áreas superficiais das
placas? Por que é razoável pensar que as capacitâncias são inversamente proporcionais às distâncias
entre as placas?
6. Suponha que as duas placas de um capacitor possuam áreas diferentes. Quando o capacitor é
carregado por meio da conexão a uma bateria, as cargas acumuladas nas placas pos- suem o mesmo
módulo ou podem possuir módulos diferentes? Explique seu raciocínio.
7. Para armazenar a quantidade máxima de energia em um capacitor com placas paralelas com uma
bateria (fonte de voltagem), a distância entre as placas deve ser grande ou pequena?
8. Um capacitor com placas paralelas é carregado ligando-o a uma bateria e mantendo-o ligado nela.
A distância entre as placas é dobrada. Como o campo elétrico varia? Como a carga sobre as placas
varia? E a energia total? Explique seu raciocínio.
9. Um capacitor com placas paralelas é carregado conec- tando-o a uma bateria e, a seguir, as conexões
são removidas. A distância entre as placas é dobrada. Como o campo elétrico varia? Como a
diferença de energia potencial varia? E a energia total? Explique sua resposta.
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10. Dois capacitores com placas paralelas são idênticos, exceto pelo fato de que, em um deles, a distância
entre as placas é o dobro da do outro. Eles são carregados pela mesma fonte de voltagem. Qual
dos dois capacitores possui um campo elétrico mais forte entre as placas? Qual deles possui maior
carga? Qual deles possui maior densidade de energia? Explique seu raciocínio.
11. As placas carregadas de um capacitor se atraem mutuamente, de modo que é necessário realizar
trabalho para empurrar as placas para que elas se afastem sob a ação de alguma força externa. O
que ocorre com a energia adicionada por esse trabalho? Explique seu raciocínio.
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