Lista de exercícios de CAPACITORES Prof.: pica pau

Lista de exercícios de CAPACITORES
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placas.
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.
Qual é o gráfico que representa a diferença de potencial
no capacitor no processo de carga?
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)
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) 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
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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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 μJ.
As fontes de força eletromotriz são consideradas ideais e
de valores ε1 = 10 V e ε2 = 5 V.
Assinale a alternativa correta para a capacitância C do
capacitor utilizado.
a) 10 μF.
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.
b) 1 μF.
c) 25 μF.
d) 12,5 μF.
e) 50 μF.
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.
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(
) Corrente elétrica em função do tempo durante o
carregamento de um capacitor.
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
2S
a)
⋅U
d ( ε1 + ε 2 )
(
) Corrente elétrica em função do tempo durante o
descarregamento de um capacitor.
d)
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 μF. Utilizando-se 2 destes
capacitores para montar uma associação em paralelo, a
mesma apresentará uma capacitância de
a) 3 μF.
b) 6 μF.
c) 12 μF.
d) 18 μF.
9. (Epcar (Afa) 2012) A região entre as placas de um
capacitor plano é preenchida por dois dielétricos de
permissividades ε1 e ε2 , conforme ilustra a figura a
seguir.
2S ( ε1 + ε 2 )
⋅U
d
2Sε1ε2
c)
⋅U
d ( ε1 + ε 2 )
b)
d ( ε1 + ε 2 )
2Sε1ε2
⋅U
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 2µF e por
duas fontes de fem, consideradas ideais, com ε1 = 10 V
e ε 2 = 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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a) 9,6 × 1014
b) 8,0 ×1020
c) 6,0 × 109
d) 5,0 × 108
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:
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
ε0 A
dada por C =
, onde ε0 = 8,9 × 10 −12 F / m, A é a
d
área de cada eletrodo e d é a distância entre os
eletrodos.
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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 μs (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:
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) 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.
a) Q1 > Q2
b) Q2 = 2Q1
c) Q2 > Q1
d) Q1 < 2Q2
e) Q1 = Q2