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ELETRICIDADE E MAGNETISMO

EXERCCIOS Capacitores e Resistores

1. A carga em uma placa de um capacitor +30,0 C e a carga na outra placa 30,0 C.

A diferena de potencial entre as placas 400 V. Qual a capacitncia do capacitor?

2. Um capacitor de 3,0 F e um capacitor de 6,0 F so descarregados e, ento,

conectados em srie, e a combinao conectada em paralelo com um capacitor de

8,0 F. Faa um diagrama desta combinao. Qual a capacitncia equivalente desta

combinao?

3. Para o circuito mostrado na figura abaixo, os capacitores foram todos descarregados

antes de serem conectados fonte de tenso. Determine (a) a capacitncia equivalente

da combinao, (b) a carga armazenada nas placas dos capacitores, (c) a tenso em cada

capacitor e (d) a energia armazenada em cada capacitor.

4. Um capacitor de placas paralelas preenchido com ar (vcuo) tem uma capacitncia de

0,14 F. As placas esto separadas por 0,50 mm. (a) Qual a rea de cada placa? (b)

Qual a diferena de potencial entre as placas se a carga armazenada tem mdulo

3,2 C? (c) Qual a energia armazenada?

5. Voc um assistente de laboratrio em um departamento de fsica que tem problemas de

oramento. Seu supervisor deseja construir capacitores de placas paralelas baratos para

usar em experimentos de laboratrios introdutrios. O projeto utiliza polietileno, que tem

constante dieltrica = 2,3, entre duas folhas de alumnio. A rea de cada lmina de

folha 400 cm2 e a espessura do polietileno 0,3 mm. Determine a capacitncia deste

arranjo.

6. Determine a capacitncia equivalente, em funo de 0, de cada um dos arranjos

mostrados a seguir.

Bruno RodriguesRealce






7. (a) Determine a energia armazenada em um capacitor de 20,0 nF quando as cargas nas

placas tm mdulo 5,0 C. (b) Quanta energia adicional armazenada se as cargas forem

aumentadas de 5 C para 100 C?

8. A placa e o catodo de um diodo (elemento utilizado em circuitos eltricos) a vcuo tm a

forma de dois cilindros concntricos, com o catodo sendo o cilindro central. O dimetro

do catodo 1,6 mm e o dimetro da placa de 18 mm; os dois elementos tm

comprimento de 2,4 cm. Qual a capacitncia do diodo?

9. Um cabo coaxial usado numa linha de transmisso tem um raio interno de 0,10 mm e um

raio externo de 0,60 mm. Calcular a capacitncia por metro desse cabo supondo que o

espao entre os condutores seja preenchido com poliestireno (constante dieltrica =

2,6).

10. Voc est fazendo um lanche para voc e alguns amigos. Para tal, voc decide utilizar a

cafeteira, a torradeira e o micro-ondas. Primeiramente voc coloca o caf para fazer e liga

o micro-ondas para fazer a pipoca. Como seu apartamento est em um edifcio antigo,

voc sabe que o fusvel pode queimar quando voc liga muitos aparelhos

simultaneamente. Analisando cada aparelho, voc descobre que a torradeira consome

900 W, o micro-ondas consome 1200 W e a cafeteira, 600 W. Sabendo que a

configurao das ligaes em paralelo, que a tenso da rede 220 V e que o fusvel do

apartamento suporta at 10 A, decida se a cafeteira deve ser ligada ao mesmo tempo que

os outros dois aparelhos.

11. Uma bateria de carro nova dever ser conectada aos terminais de uma bateria descarregada

para carreg-la. (a) A qual terminal da bateria descarregada voc deve conectar o terminal

positivo da bateria carregada? (b) Considere que a bateria nova tenha uma fem 1 =

12,0 V, a bateria descarregada tenha uma fem 2 = 11,0 V, as resistncias internas das




duas sejam 1 = 2 = 0,02 e que a resistncia dos cabos de ligao seja de = 0,01 .

Qual ser a corrente circulando no arranjo? (c) Qual ser a corrente se as bateria fossem

conectadas da maneira incorreta?

12. (a) Determine a corrente em cada ramo do circuito mostrado abaixo. (b) Determine a

tenso no resistor de 6,0 situado entre os terminais e .

13. Um fio de ouro tem seo transversal com dimetro de 0,10 mm. As extremidades deste

fio esto conectadas aos terminais de uma bateria de 1,5 V. Se o comprimento do fio

7,5 cm, quanto de energia trmica dissipada no fio em um intervalo de 10 s? Dados da

resistividade do ouro = 2,44 108 m.

14. Os fios A e B so, ambos, feitos de cobre. Os fios esto conectados em srie e, portanto,

sabemos que eles conduzem a mesma corrente. Entretanto, o dimetro do fio A o

dobro do dimetro do fio B. Qual fio tem a maior densidade de corrente?

15. Um aquecedor consiste de um resistor varivel (um resistor cuja resistncia pode ser

variada) conectado a uma fonte de ideal de tenso. Para aumentar a sada de calor, voc

deve diminuir ou aumentar a resistncia? Explique sua resposta.

16. Enquanto voc est reformando sua garagem, voc precisa emendar temporariamente

um fio de 80 m de comprimento e 1,0 mm de dimetro com um fio de alumnio de

49 m de comprimento, que tem o mesmo dimetro. A corrente mxima nos fios de

2,0 A. (a) Determine a queda de potencial em cada fio deste sistema quando a corrente

de 2,0 A. (b) A potncia dissipada em ambos os fios. Dados: resistividade do cobre

= 1,69 108 m; resistividade do alumnio = 2,75 10

8 m.

17. A corrente medida em um circuito na casa de seu tio 12,5 A. Neste circuito, o nico

equipamento ligado um aquecedor. Sabendo que so utilizados fios de cobre calibre

12 e comprimento 30 m para conduzir a corrente do painel de controle (fonte) at a

tomada onde o aquecedor est ligado, calcule qual a tenso de sada nesta tomada.






Dados: resistividade do cobre = 1,69 108 m; um fio de calibre 12 possui

dimetro de 2, 05 mm.

18. Se a queda de potencial entre os pontos e 12,0 V, determine a corrente em cada

resistor:

19. Para o circuito abaixo, determine a potncia dissipada no resistor de 4,0 .

20. Para o circuito mostrado abaixo, temos = 6,0 F, = 100 V e = 500 . Depois de

passar um longo tempo ligado ao interruptor , o interruptor do capacitor conectado

ao terminal . (a) Qual o mdulo de carga nas placas do capacitor logo aps o

movimento do interruptor para ? (b) Qual a corrente inicial logo aps o movimento

do interruptor para ? (c) Qual a constante de tempo deste circuito? (d) Quanta carga

ainda se encontra nas placas do capacitor e qual a corrente circulando no circuito aps

passados 6,0 ms de o interruptor ser girado para o contato ?

21. No circuito da figura abaixo, a = 6,0 V, = 1,5 F e = 2,0 M. Sabendo que a

chave ficou ligada por um perodo longo o bastante para descarregar completamente o

capacitor, ela finalmente aberta. Depois de passado um intervalo de tempo igual

constante de tempo desse circuito, determine: (a) a carga armazenada no capacitor; (b) a

corrente no circuito (c) a potncia fornecida pela bateria; (d) a potncia entregue ao

resistor e (e) a potncia entregue ao capacitor.




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