Centro Universitário de Volta Redonda

Centro Universitário de Volta Redonda-UNIFOA
Engenharia de produção-Fı́sica III
Lista de exercı́cios
Prof. Clifford
1. Duas placas paralelas possuem cargas elétricas iguais e de sinais opostos. Quando existe vácuo entre as
placas, o módulo do campo elétrico é E = 3, 20.105 V/m. Quando o espaço entre as placas é preenchido
por um dielétrico, o campo elétrico possui
E = 2, 50.105 V/m. Determine:
(a) a densidade de carga elétrica em cada superfı́cie do dielétrico;Resp.:6, 2.10−7 C/m2
(b) a constante dielétrica.Resp.: 1,28
2. O dielétrico que deve ser usado em um capacitor com placas paralelas possui constante dielétrica igual
a 3,60 e uma rigidez dielétrica(campo elétrico máximo) de 1, 60.107 V/m. O capacitor deve possuir
uma capacitância igual a 1, 25.10−9 F e ser capaz de suportar uma diferença de potencial de 5500 V.
Determine a área mı́nima de cada placa. Resp.:0,0135m2
3. Um capacitor de placas paralelas, em que cada uma possui uma área igual a 12 cm2 , estão separadas
por uma distância de 2,0 cm. O espaço entre as placas está preenchido com poliestireno(k=2,2).
Determine:
(a) a permissividade elétrica do poliestireno;Resp.:2, 3.10−11 C 2 /N.m2
(b) a d.d.p. máxima que o capacitor pode operar;Resp.:40 kV
(c) a densidade de carga elétrica máxima nas placas do capacitor;Resp.:4, 6.10−4 C/m2
(d) a densidade de carga elétrica máxima nas superfı́cies do dielétrico.Resp.:2, 8.10−4 C/m2
4. Uma d.d.p de 12 V é mantida entre os terminais de um capacitor com placas paralelas no ar(k=1,00059),
cuja capacitância é de 0,25µF . Após o prenchimento do espaço entre as placas com polietileno(k=2,25),
determine:
(a) a diferença de carga elétrica acumulada em cada placa do capacitor;Resp.:3, 885µC
(b) a carga elétrica induzida na superfı́cie do poliestileno em contato com as placas paralelas.Resp.:
−0, 135µC
5. Quando o capacitor de 360 nF está preenchido com ar e conectado a uma fonte de tensão, a energia
acumulada no mesmo é de 1, 85.10−5 J. Ao preencher o espaço entre as placas com um dielétrico, a
energia acumulada sofre um acréscimo de 2, 32.10−5 J. Determine:
(a) a d.d.p. aplicada;Resp.:10,1 V
(b) a constante dielétrica.Resp.:2,25
6. Um capacitor com placas paralelas possui placas com área de 0,0225m2 , separadas por 1 mm de
teflon(k=2,1), está ligado a uma fonte de d.d.p. igual a 12 V. Determine:
(a) a quantidade de carga elétrica acumulada em cada placa;Resp.: 5, 04.10−9 C
(b) a quantidade de carga elétrica induzida em cada face do dielétrico.Resp.: −2, 64.10−9 C
7. Um circuito capacitivo com C1 = 3, 5 pF,C2 = 1, 5 pF,C3 = 0, 5 pF e C4 = 3, 0 pF, está ligado a uma
fonte que fornece Vae = 80 volts, como esquematizado a seguir:
Determine:
(a) A d.d.p. entre cada capacitor;
(b) A carga elétrica armazenada em cada capacitor;
(c) a energia acumulada em cada capacitor e a armazenada no capacitor equivalente.
8. A partir do circuito esquematizado a seguir:
Em que R1 = 150Ω, R2 = 200Ω e R3 = 100Ω, determine:
(a) a corrente elétrica medida em cada resistência;
(b) a d.d.p. medida em cada resistência;
(c) a resistência equivalente.