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Exercícios propostos Capítulo

Testes propostosMenuResumo do capítulo 1Os fundamentos da Física • Volume 3

12 Capacitores

P.284De U Ed, notamos que, sendo o campo uniforme, dobrando d, U dobra.

Exercícios propostos 2Os fundamentos da Física • Volume 3 • Capítulo 12

Sendo UUABBA102

V3 (pois a distância entre B e A é a metade da dis-

C4,4 1010

C QU 4,4 10 F

A4,4 10 8,8 10

C Ad

P.287a)Na figura esquematizamos as forças que atuam na pequena esfera:

T: tração P: peso

Fe: força elétrica No equilíbrio, temos:

T1,0 10 10,0 2,0 10 1,0 10

Tm gq Ud 5,0 10

PF e d

TPF’(2e2)

c) E Ud U d 0

⇒σ 1,0 10 8,8 10 5,0 10 q FeU d

Exercícios propostos 3Os fundamentos da Física • Volume 3 • Capítulo 12

Q 12 µC , fornecida à associação.

c)1 1 1 1

P.289a)Os capacitores, estando associados em paralelo, ficam

Exercícios propostos 4Os fundamentos da Física • Volume 3 • Capítulo 12

P.290Cs  CCCC1212

CsQ

Cs 8 10 2 10 8 10 2 106666

Todos os capacitores se eletrizam com a mesma carga Q  1,6  104 C

P.291a)Pelo princípio da conservação das cargas elétricas, temos:

Q1  Q2  (C1  C2)  U ⇒ U  QQCC1212

Ch1 Ch2

P.292A energia potencial eletrostática W que o capacitor armazenava é transformada em calor no resistor, aquecendo a água:

1.0 10 (100)2

Jg J gC° °C

Exercícios propostos 5Os fundamentos da Física • Volume 3 • Capítulo 12

P.293a)Admitimos o capacitor plenamente carregado. No trecho de circuito onde está o capacitor, não passa corrente contínua. Pela lei de Pouillet:

A ddp no capacitor é a mesma que no resistor R2 10 Ω, uma vez que a ddp em R 5 Ω é nula, pois por esse resistor não passa corrente. Aplicando a lei de Ohm:

c)Trata-se de uma ponte de Wheatstone em equilíbrio. Logo, UCD 0 e, portanto, o capacitor não se i Q

A5 Ω12 V d)Nesse caso, a ponte não está em equilíbrio.

Cálculo de i1: Os resistores entre A e C (1 Ω) e entre C e B (2 Ω)

Para o cálculo de UCD usamos o percurso α indicado na figura:

1 Ω 1 Ω

D 1 Ω

2 µF

2 µFα i

Exercícios propostos 6Os fundamentos da Física • Volume 3 • Capítulo 12 e)Pela lei de Pouillet:

Cálculo da ddp no capacitor:

0,5 Ω 0,5 µFQ

1,5 Ω

15 V5 V i i i i

0,5 Ω α i iC D

P.294a)Estando o gerador desligado do capacitor, concluímos que a carga elétrica de suas armaduras permanece constante, o mesmo ocorrendo com o campo elétrico E entre elas. De U Ed, notamos que, dobrando-se d, a tensão dobra:

U’  2U  2  103 V

b)Cálculo das energias eletrostáticas:

A diferença provém do trabalho da força aplicada pelo operador para afastar as placas.

U. Mantendo-se o gerador ligado, a tensão U não se altera. Observe que, dobrando-se a distância d entre as armaduras, a carga fica reduzida à metade:

Utilizando o percurso α assinalado na figura, temos:

Exercícios propostos 7Os fundamentos da Física • Volume 3 • Capítulo 12

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