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EXERCÍCIOS DE CAPACITORES E CAPACITÂNCIA
02) Um componente elétrico utilizado tanto na produção como na detecção de ondas de rádio, o capacitor, pode também ser útil na determinação de uma grandeza muito importante do eletromagnetismo: a permissividade elétrica de um meio. Para isso, um estudante, dispondo de um capacitor de placas paralelas, construído com muita precisão, preenche a região entre as placas com uma folha de mica de 1,0 mm de espessura e registra, com um medidor de capacitância, um valor de 0,6 nF. Sabendo-se que as placas são circulares, com diâmetro igual a 20 cm, afirma-se que a permissividade elétrica da mica, em unidades do S.I., é igual a:
Dados: Adote π = 3; 1 nF = 10–9 F
A) 2 x 10–12 B) 4 x 10–12 C) 10 x 10–10 D) 20 x 10–12 E) 25 x 10–11

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Para calcular a permissividade elétrica da mica, precisamos usar a fórmula da capacitância de um capacitor de placas paralelas: \[ C = \frac{\varepsilon \cdot A}{d} \] onde: - \( C \) é a capacitância (0,6 nF = \( 0,6 \times 10^{-9} \) F), - \( \varepsilon \) é a permissividade elétrica do material entre as placas, - \( A \) é a área das placas, - \( d \) é a distância entre as placas (1,0 mm = \( 1,0 \times 10^{-3} \) m). Primeiro, vamos calcular a área \( A \) das placas circulares: \[ A = \pi \cdot r^2 \] O raio \( r \) é metade do diâmetro, então: \[ r = \frac{20 \, \text{cm}}{2} = 10 \, \text{cm} = 0,1 \, \text{m} \] Agora, substituindo na fórmula da área: \[ A = 3 \cdot (0,1)^2 = 3 \cdot 0,01 = 0,03 \, \text{m}^2 \] Agora, substituímos os valores na fórmula da capacitância: \[ 0,6 \times 10^{-9} = \frac{\varepsilon \cdot 0,03}{1,0 \times 10^{-3}} \] Isolando \( \varepsilon \): \[ \varepsilon = \frac{0,6 \times 10^{-9} \cdot 1,0 \times 10^{-3}}{0,03} \] \[ \varepsilon = \frac{0,6 \times 10^{-12}}{0,03} \] \[ \varepsilon = 20 \times 10^{-12} \, \text{F/m} \] Portanto, a permissividade elétrica da mica, em unidades do S.I., é igual a: D) 20 x 10–12.

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EXERCÍCIOS DE CAPACITORES E CAPACITÂNCIA
01) A desfibrilação é a aplicação de uma corrente elétrica em um paciente por meio de um equipamento (desfibrilador) cuja função é reverter um quadro de arritmia ou de parada cardíaca. Uma maneira de converter uma arritmia cardíaca em um ritmo normal é a cardioversão, que se dá mediante a aplicação de descargas elétricas na região próxima ao coração do paciente, graduadas de acordo com a necessidade, conforme o quadro abaixo.
Os desfibriladores usuais armazenam até 360 J de energia potencial elétrica, alimentados por uma diferença de potencial de 4000 V. Considerando uma situação na qual haja necessidade de usar um desfibrilador em uma criança de 40 kg, o valor da capacitância do capacitor do desfibrilador na segunda desfibrilação, em μF, será igual a:
A) 50 B) 40 C) 30 D) 20 E) 10

EXERCÍCIOS DE CAPACITORES E CAPACITÂNCIA
03) A respeito da capacitância e da energia potencial elétrica armazenada em um capacitor, julgue os itens a seguir:
I – A capacitância é diretamente proporcional à permissividade elétrica do meio onde está o capacitor.
II – Quanto maior a distância entre as placas de um capacitor, maior será sua capacitância.
III – A energia potencial elétrica armazenada em um capacitor não depende da capacitância, mas apenas da diferença de potencial estabelecida entre as placas de um capacitor.
IV – Os desfibriladores são exemplos de aplicação do estudo de capacitores.
V – A área das placas paralelas que compõem o capacitor é diretamente proporcional à capacitância.
Está correto o que se afirma em:
A) I, II, IV e V B) I, II, III e V C) I, II, III, IV e V D) III, IV e V E) I, IV e V

08) O cérebro funciona como uma espécie de máquina eletrônica, uma vez que as informações circulam por suas células através de impulsos elétricos. O neurônio, representado na figura, possui uma “cauda” denominada axônio, cuja membrana funciona como uma espécie de capacitor. Pode-se fazer um modelo do axônio, como um cilindro de raio r = 5 x 10-6 m e com uma capacitância dada pela expressão C = Cm.2.π.r.L, em que L é o comprimento do axônio e Cm = 10-2 F/m2 . Por outro lado, a capacitância C pode ser obtida experimentalmente, sabendo-se que i = C. ΔV/Δt e que foi medido iA = 3 μA para Δt = 1 ms e ΔV = 100 mV. Com base nessa informação, calcule um valor típico do tamanho do axônio. (adote: π ≅ 3)
A) 10 cm
B) 20 cm
C) 30 cm
D) 40 cm
E) 50 cm

09) Quando dois capacitores, de capacitância C1 e C2, são ligados a uma bateria, como mostrado na figura abaixo, adquirem cargas Q1 e Q2, respectivamente. Sabendo que C1 > C2, assinale a alternativa correta
A) Q1 > Q2
B) Q2 = 2Q1
C) Q2 > Q1
D) Q1 < 2Q2
E) Q1 = Q2

10) Associando-se quatro capacitores de mesma capacidade de todas as maneiras possíveis, as associações de maior e de menor capacidade são, respectivamente:
A) Dois a dois em série ligados em paralelo e dois a dois em paralelo ligados em série.
B) Dois a dois em série ligados em paralelo e os quatro em série.
C) Os quatro em paralelo e dois a dois em paralelo ligados em série.
D) Os quatro em série e os quatro em paralelo.
E) Os quatro em paralelo e os quatro em série.

11) Um capacitor de placas planas e paralelas é ligado a uma fonte de tensão de 10 V até ficar totalmente carregado. A seguir é desligado da fonte e conectado a uma resistência R, de maneira que se descarrega completamente em 0,1 s, dissipando 1 W de potência. A capacitância, em F, e a carga acumulada no capacitor, em C, são, respectivamente,
A) 2 x 10-2 e 2 x 10-3
B) 2 x 10-3 e 2 x 10-2
C) 2 x 10-3 e 2 x 10-1
D) 2 x 10-1 e 2 x 10-3

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