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Lista de exercícios de CAPACITORES Prof.: pica pau 1. (G1 - ifsul 2016) Analise as seguintes afirmativas, referentes a um capacitor de placas planas e paralelas: I. A capacitância do capacitor depende da carga armazenada em cada uma de suas placas em determinado instante. II. A diferença de potencial elétrico entre as placas do capacitor depende da capacitância e da carga de cada placa. III. Quando as placas do capacitor se aproximam, sem que outros fatores sejam alterados, a sua capacitância aumenta. Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s) a) I e III apenas. b) III apenas. c) II e III apenas. d) I, II e III. 2. (Pucpr 2016) Fibrilação ventricular é um processo de contração desordenada do coração que leva à falta de circulação sanguínea no corpo, chamada parada cardiorrespiratória. O desfibrilador cardíaco é um equipamento que aplica um pulso de corrente elétrica através do coração para restabelecer o ritmo cardíaco. O equipamento é basicamente um circuito de carga e descarga de um capacitor (ou banco de capacitores). Dependendo das características da emergência, o médico controla a energia elétrica armazenada no capacitor dentro de uma faixa de 5 a 360 J. Suponha que o gráfico dado mostra a curva de carga de um capacitor de um desfibrilador. O equipamento é ajustado para carregar o capacitor através de uma diferença de potencial de 4 kV. Qual o nível de energia acumulada no capacitor que o médico ajustou? a) 100 J. b) 150 J. c) 200 J. d) 300 J. e) 400 J. 3. (Ueg 2015) A quantidade de carga armazenada em um capacitor em função do tempo é dada pelo gráfico a seguir, no qual a letra C representa a capacitância do capacitor e V a diferença de potencial entre as suas placas. Qual é o gráfico que representa a diferença de potencial no capacitor no processo de carga? a) b) c) d) 4. (Unicamp 2014) O sistema de imagens street view disponível na internet permite a visualização de vários lugares do mundo através de fotografias de alta definição, tomadas em 360 graus, no nível da rua. a) Em uma câmera fotográfica tradicional, como a representada na figura abaixo, a imagem é gravada em um filme fotográfico para posterior revelação. A posição da lente é ajustada de modo a produzir a imagem no filme colocado na parte posterior da câmera. Considere uma câmera para a qual um objeto muito distante fornece uma imagem pontual no filme em uma posição p’ = 5 cm. O objeto é então colocado mais perto da câmera, em uma posição p = 100 cm, e a distância entre a lente e o filme é ajustada até que uma imagem nítida real invertida se forme no filme, conforme mostra a figura. Obtenha a variação da

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Lista de exercícios de CAPACITORES Prof.: pica pau 1. (G1 - ifsul 2016) Analise as seguintes afirmativas, referentes a um capacitor de placas planas e paralelas: I. A capacitância do capacitor depende da carga

armazenada em cada uma de suas placas em determinado instante.

II. A diferença de potencial elétrico entre as placas do capacitor depende da capacitância e da carga de cada placa.

III. Quando as placas do capacitor se aproximam, sem que outros fatores sejam alterados, a sua capacitância aumenta.

Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s) a) I e III apenas. b) III apenas. c) II e III apenas. d) I, II e III. 2. (Pucpr 2016) Fibrilação ventricular é um processo de contração desordenada do coração que leva à falta de circulação sanguínea no corpo, chamada parada cardiorrespiratória. O desfibrilador cardíaco é um equipamento que aplica um pulso de corrente elétrica através do coração para restabelecer o ritmo cardíaco. O equipamento é basicamente um circuito de carga e descarga de um capacitor (ou banco de capacitores). Dependendo das características da emergência, o médico controla a energia elétrica armazenada no capacitor dentro de uma faixa de 5 a 360 J. Suponha que o gráfico dado mostra a curva de carga de um capacitor de um desfibrilador. O equipamento é ajustado para carregar o capacitor através de uma diferença de potencial de 4 kV. Qual o nível de energia acumulada no capacitor que o médico ajustou?

a) 100 J. b) 150 J. c) 200 J. d) 300 J. e) 400 J. 3. (Ueg 2015) A quantidade de carga armazenada em um capacitor em função do tempo é dada pelo gráfico a seguir, no qual a letra C representa a capacitância do capacitor e V a diferença de potencial entre as suas

placas.

Qual é o gráfico que representa a diferença de potencial no capacitor no processo de carga?

a)

b)

c)

d) 4. (Unicamp 2014) O sistema de imagens street view disponível na internet permite a visualização de vários lugares do mundo através de fotografias de alta definição, tomadas em 360 graus, no nível da rua. a) Em uma câmera fotográfica tradicional, como a

representada na figura abaixo, a imagem é gravada em um filme fotográfico para posterior revelação. A posição da lente é ajustada de modo a produzir a imagem no filme colocado na parte posterior da câmera. Considere uma câmera para a qual um objeto muito distante fornece uma imagem pontual no filme em uma posição p’ = 5 cm. O objeto é então colocado mais perto da câmera, em uma posição p = 100 cm, e a distância entre a lente e o filme é ajustada até que uma imagem nítida real invertida se forme no filme, conforme mostra a figura. Obtenha a variação da

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Lista de exercícios de CAPACITORES Prof.: pica pau

posição da imagem p’ decorrente da troca de posição do objeto.

b) Nas câmeras fotográficas modernas, a captação da

imagem é feita normalmente por um sensor tipo CCD (Charge Couple Devide). Esse tipo de dispositivo possui trilhas de capacitores que acumulam cargas elétricas proporcionalmente à intensidade da luz incidente em cada parte da trilha. Considere um conjunto de 3 capacitores de mesma capacitância C = 0,6 pF, ligados em série conforme a figura ao lado. Se o conjunto de capacitores é submetido a uma diferença de potencial V = 5,0 V, qual é a carga elétrica total acumulada no conjunto?

5. (Ufpr 2014) No circuito esquematizado abaixo, deseja-se que o capacitor armazene uma energia elétrica de 125 J.μ

As fontes de força eletromotriz são consideradas ideais e de valores 1 10 Vε = e 2 5 V.ε = Assinale a alternativa correta para a capacitância C do capacitor utilizado. a) 10 F.μ b) 1 F.μ c) 25 F.μ d) 12,5 F.μ e) 50 F.μ 6. (Acafe 2014) É comum vermos em filmes ou séries de TV a utilização de um equipamento elétrico capaz de estimular os batimentos do coração após uma parada cardíaca. Tal equipamento é o desfibrilador, aparelho provido de dois eletrodos que aplica um choque no paciente, a fim de provocar a passagem de uma grande corrente variável pelo coração em um curto intervalo de tempo, estabelecendo assim o ritmo normal das contrações. A descarga acontece porque o desfibrilador libera a energia elétrica acumulada em um capacitor.

Imagine que um desses aparelhos possua uma tensão de 3kV entre os eletrodos e que o capacitor esteja carregado com 300J de energia. Despreze as resistências elétricas dos componentes do desfibrilador e também do paciente. A alternativa correta que apresenta o módulo da corrente média, em ampér, que atravessa o tórax do paciente se a descarga ocorre no tempo de 10ms é: a) 20 b) 30 c) 10 d) 40 7. (Uel 2013) Alguns visores Touch screen utilizam a tecnologia de telas capacitivas, dispositivos que podem ser comparados a capacitores. Sobre a natureza dos capacitores e a relação dos processos de carga e descarga com os seus respectivos gráficos, atribua V (verdadeiro) ou F (falso) às afirmativas a seguir. ( ) Carga elétrica em função do tempo durante o

carregamento de um capacitor.

( ) Carga elétrica em função do tempo durante o

carregamento de um capacitor.

( ) Corrente elétrica em função do tempo durante o

carregamento de um capacitor.

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Lista de exercícios de CAPACITORES Prof.: pica pau

( ) Corrente elétrica em função do tempo durante o

carregamento de um capacitor.

( ) Corrente elétrica em função do tempo durante o

descarregamento de um capacitor.

Assinale a alternativa que contém, de cima para baixo, a sequência correta. a) V, V, F, V, F. b) V, F, F, F, V. c) F, V, V, F, F. d) F, F, V, V, V. e) F, F, V, V, F. 8. (Uern 2013) O capacitor equivalente de uma associação em série, constituída por 3 capacitores iguais, tem capacitância 2 F.μ Utilizando-se 2 destes capacitores para montar uma associação em paralelo, a mesma apresentará uma capacitância de a) 3 F.μ b) 6 F.μ c) 12 F.μ d) 18 F.μ 9. (Epcar (Afa) 2012) A região entre as placas de um capacitor plano é preenchida por dois dielétricos de permissividades 1ε e 2,ε conforme ilustra a figura a seguir.

Sendo S a área de cada placa, d a distância que as separa e U a ddp entre os pontos A e B, quando o capacitor está totalmente carregado, o módulo da carga Q de cada placa é igual a

a) ( )1 2

2SU

d ε ε⋅

+

b) ( )1 22S

Ud

ε ε+⋅

c) ( )

1 2

1 2

2SU

d

ε ε

ε ε⋅

+

d) ( )1 2

1 2

dU

2S

ε ε

ε ε

+⋅

10. (Ufpr 2011) Capacitores são dispositivos que podem armazenar energia quando há um campo elétrico em seu interior, o qual é produzido por cargas elétricas depositadas em suas placas. O circuito ao lado é formado por um capacitor C de capacitância 2 Fµ e por

duas fontes de fem, consideradas ideais, com 1ε = 10 V

e 2ε = 15 V.

Assinale a alternativa correta para a energia elétrica armazenada no capacitor C. a) 625 x 10-6 J. b) 225 x 10-6 J. c) 25 x 10-6 J. d) 50 x 10-6 J. e) 75 x 10-6 J. 11. (Upe 2010) No circuito A, considere os três resistores com resistências iguais e, no circuito B, considere os três capacitores com capacitâncias iguais.

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Lista de exercícios de CAPACITORES Prof.: pica pau

É CORRETO afirmar que a resistência equivalente é igual a a) 3R ,e a capacitância equivalente é igual a 3C. b) R/3, e a capacitância equivalente é igual a 3C. c) 3R, e a capacitância equivalente é igual a C/3. d) R/3, e a capacitância equivalente é igual a C/3. e) R, e a capacitância equivalente é igual a C. 12. (Enem 2ª aplicação 2010) Atualmente, existem inúmeras opções de celulares com telas sensíveis ao toque (touchscreen). Para decidir qual escolher, é bom conhecer as diferenças entre os principais tipos de telas sensíveis ao toque existentes no mercado. Existem dois sistemas básicos usados para reconhecer o toque de uma pessoa: - O primeiro sistema consiste de um painel de vidro

normal, recoberto por duas camadas afastadas por espaçadores. Uma camada resistente a riscos é colocada por cima de todo o conjunto. Uma corrente elétrica passa através das duas camadas enquanto a tela está operacional. Quando um usuário toca a tela, as duas camadas fazem contato exatamente naquele ponto. A mudança no campo elétrico é percebida, e as coordenadas do ponto de contato são calculadas pelo computador.

- No segundo sistema, uma camada que armazena carga elétrica é colocada no painel de vidro do monitor. Quando um usuário toca o monitor com seu dedo, parte da carga elétrica é transferida para o usuário, de modo que a carga na camada que a armazena diminui. Esta redução é medida nos circuitos localizados em cada canto do monitor. Considerando as diferenças relativas de carga em cada canto, o computador calcula exatamente onde ocorreu o toque.

Disponível em: http://eletronicos.hsw.uol.com.br. Acesso

em: 18 set. 2010 (adaptado). O elemento de armazenamento de carga análogo ao exposto no segundo sistema e a aplicação cotidiana correspondente são, respectivamente, a) receptores — televisor. b) resistores — chuveiro elétrico. c) geradores — telefone celular. d) fusíveis — caixa de força residencial. e) capacitores — flash de máquina fotográfica. 13. (Uece 2008) Um capacitor tem uma capacitância de 8,0 × 10-11 F. Se o potencial elétrico entre suas placas for 12 V, o número de elétrons em excesso na sua placa negativa é:

a) 9,6 × 1014 b) 8,0 ×1020 c) 6,0 × 109 d) 5,0 × 108 14. (Uepg 2008) Sobre capacitância elétrica e capacitores, assinale o que for correto. 01) A capacitância de um condutor isolado é

inversamente proporcional ao potencial a que ele está submetido.

02) Para descarregar um capacitor, basta estabelecer a ligação elétrica entre as duas armaduras, por meio de um condutor.

04) Capacitores associados em série adquirem, todos, a mesma carga.

08) Reduzindo-se a distância entre as placas de um capacitor plano, sua capacitância aumenta.

16) A capacitância de um condutor esférico é diretamente proporcional ao seu raio.

15. (Uece 2008) Três capacitores, de placas paralelas, estão ligados em paralelo. Cada um deles tem armaduras de área A, com espaçamento d entre elas. Assinale a alternativa que contém o valor da distância entre as armaduras, também de área A, de um único capacitor, de placas paralelas, equivalente à associação dos três. a) d/3 b) 3d c) (3d)/2 d) (2/3 16. (Ufpr 2007) Alguns donos de carro modificam seus veículos instalando potentes sistemas de som que necessitam de uma grande quantidade de energia elétrica para funcionar. Para suprir essa energia, sem descarregar prematuramente a bateria do carro, eles instalam capacitores de grande capacitância, os quais funcionam como baterias auxiliares. Considere que um desses capacitores, de capacitância C = 4,0 F, foi instalado num veículo. Determine a energia potencial elétrica armazenada nesse capacitor quando ele estiver completamente carregado e sujeito a uma diferença de potencial U = 12,0 V. 17. (Unicamp 2007) Numa tela de televisor de plasma, pequenas células contendo uma mistura de gases emitem luz quando submetidas a descargas elétricas. A figura a seguir mostra uma célula com dois eletrodos, nos quais uma diferença de potencial é aplicada para produzir a descarga. Considere que os eletrodos formam um capacitor de placas paralelas, cuja capacitância é

dada por 0 A

C ,d

ε= onde 12

0 8,9 10 F / m,ε−

= × A é a

área de cada eletrodo e d é a distância entre os eletrodos.

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Lista de exercícios de CAPACITORES Prof.: pica pau

a) Calcule a capacitância da célula. b) A carga armazenada em um capacitor é proporcional

à diferença de potencial aplicada, sendo que a constante de proporcionalidade é a capacitância. Se uma diferença de potencial igual a 100 V for aplicada nos eletrodos da célula, qual é a carga que será armazenada?

c) Se a carga encontrada no item b) atravessar o gás em 1 sμ (tempo de descarga), qual será a corrente média?

18. (Uerj 2005) Para a segurança dos clientes, o supermercado utiliza lâmpadas de emergência e rádios transmissores que trabalham com corrente contínua. Para carregar suas baterias, no entanto, esses dispositivos utilizam corrente alternada. Isso é possível graças a seus retificadores que possuem, cada um, dois capacitores de 1.400 ìF, associados em paralelo. Os capacitores, descarregados e ligados a uma rede elétrica de tensão máxima igual a 170 V, estarão com carga plena após um certo intervalo de tempo t. Considerando t, determine: a) a carga elétrica total acumulada; b) a energia potencial elétrica total armazenada. 19. (Uem 2004) As figuras a seguir representam dois capacitores de placas planas e paralelas. A capacitância do Capacitor 1 vale C1 e suas placas, de área A1 cada uma, estão separadas por uma distância d1. A capacitância do Capacitor 2 vale C2 = xC1 e suas placas, de área A2 = 3A1 cada uma, estão separadas por uma distância d2 = d1/2. Observando que o volume compreendido entre as placas do Capacitor 2 está totalmente preenchido com um material isolante, de constante dielétrica k = 4, determine o valor de x.

20. (Ufc 2002) Três capacitores idênticos, quando devidamente associados, podem apresentar uma capacitância equivalente máxima de 18 ìF. A menor capacitância equivalente que podemos obter com esses mesmos três capacitores é, em ìF: a) 8 b) 6 c) 4 d) 2 e) 1 21. (Ufpe 2002) Quando dois capacitores, de capacitância C1 e C2, são ligados a uma bateria, como mostrado na figura a seguir, 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