Grátis 3 pág.
Pré-visualização | Página 1 de 1C E N T R O U N I V E R S I T Á R I O U N A - I N S T I T U T O P O L I T É C N I C O Centro Universitário UNA Curso: Engenharia Disciplina: FENÔMENOS ELÉTRICOS, MAGNÉTICOS E OSCILATÓRIOS Lista 5 Data de entrega: 05/11/2020 Aluno: Ano: 2020_2 1. Um capacitor plano de capacitância 5μF recebe uma carga elétrica de 20 μC. Determine a ddp U entre as armaduras do capacitor: 2. Capacitores são elementos de circuito destinados a: a) armazenar corrente elétrica. b) permitir a passagem de corrente elétrica de intensidade constante. c) corrigir as variações de tensão nos aparelhos de televisão. d) armazenar energia elétrica. e) nenhuma das afirmações acima é satisfatória. 3. Determine o valor da carga elétrica adquirida por um capacitor de 100 μF, quando conectado a uma fonte de tensão de 120 V. 4. Para o circuito a seguir, determine: a) a capacitância equivalente da associação. b) a carga armazenada por cada capacitor. . 5. Considerando o circuito mostrado na figura a seguir, com C1 = 10uF, C2 = 5uF, C3 = 4uF e E = 100V, determine: a) A capacitância total. b) A carga total c) A tenção em cada capacitor d) A carga em cada capacitor e) A energia armazenada para cada capacitor. 𝑾𝑪 = 𝟏 𝟐 𝑪. 𝑽𝟐(𝑱) 6. O circuito a seguir os três capacitores têm a mesma capacitância C1 = C2 = C3 = 1μF. Qual a diferença de potencial nos terminais do capacitor C1, em volts? 7. Na figura abaixo, cada capacitor tem capacitância C = 11 μF. Entre os pontos A e B existe uma diferença de potencial de 10 V. Qual é a carga total armazenada no circuito? 8. Quanto tempo demora um capacitor de 20F carregado com 150V para se descarregar através de um resistor de 3M? Além disso, em que momento ocorre a máxima corrente de descarga e qual o seu valor? 9. Em t = 0s, uma fonte de 100V é conectada em série com um resistor de 1K e um capacitor descarregado de 2F. Determine: a) a tensão inicial do capacitor b) a corrente inicial c) o tempo necessário para o capacitor atingir o seu valor máximo 10. Um capacitor de 2F, inicialmente carregado com 300V, é descarregado através de um resistor de 270K. Qual a tensão no capacitor em 0,25s após o capacitor começar a descarregar ? 11. O fechamento de uma chave conecta em série uma fonte de 200V, um resistor de 2M e um capacitor de 0,1F descarregado. Encontre a tensão no capacitor após 0,1s do fechamento da chave. RESPOSTAS a) 4V 2) d 3) 12mC 4) a) 12uF b) Q6uF= 600uC Q2uF= 200uC Q4uF= 400uC 5) a) 7,33uF b) 733uC c) V1 = 33V, V2 = 67V e V3 = 100V d)Q1 =Q2 = 333Uc e Q3 =400uC e) Ep1 = 5,44mJ Ep2 = 11,22mJ Ep3 = 20mJ 6) 67V 7) 40uC 8) A descarga é considerada concluída após a constante de tempo 5. 5 = 5xRC = 300s Uma vez que a corrente diminui com a descarga do capacitor, o valor máximo de tensão é em t = 0s. A corrente tem um valor inicial de Imáx = 150𝑉 3𝑀 = 50𝜇𝐴. 9) a) Vinicial = 0V b) Iinicial = 100mA c) 10ms 10) 189V 11) 78,69V FORMULÁRIO 𝑉𝐶 = 𝑉𝑚á𝑥 (1 − 𝑒 − 𝑡 𝜏) → Equação de carga do capacitor 𝑉𝐶 = 𝑉𝐶𝑚á𝑥 ∙ 𝑒 − 𝑡 𝜏 → Equação de descarga do capacitor (UFV-2005) Duplicando-se a diferença de potencial entre as placas de um capacitor, é CORRETO afirmar que: a) a carga e a capacitância do capacitor também são duplicadas b) a carga e a capacitância do capacitor permanecem constantes c) a carga do capacitor é duplicada, mas sua capacitância permanece constante d) a carga e a capacitância do capacitor são reduzidas à metade dos valores iniciais e) a carga do capacitor é duplicada, e sua capacitância é dividida pela metade Um capacitor consegue armazenar cargas de até 1 nC para uma diferença de potencial entre suas placas de 1 mV. Indique, entre as alternativas abaixo, o módulo da capacitância desse dispositivo: a) 3.10-3 F b) 1.10-6 F c) 1.10-3 F d) 5.10-6 F e) 4.10-5 F Entre as placas dos capacitores, costuma-se inserir um material dielétrico preferencialmente ao vácuo. A inserção de um material dessa natureza entre as placas de um capacitor: a) aumenta a sua capacitância por causa da sua maior permissividade elétrica b) aumenta a sua capacitância, diminuindo a quantidade de cargas entre as suas placas c) não afeta a sua capacitância d) diminui a sua capacitância, por causa da sua maior permissividade elétrica e) não afeta a formação do campo elétrico entre as placas do capacitor Em relação à capacitância de um capacitor de placas paralelas, assinale o que for FALSO: a) a capacitância é diretamente proporcional à área dos capacitores b) a capacitância é inversamente proporcional à distância entre os capacitores c) a permissividade elétrica é uma característica que depende do material inserido entre as placas do capacitor d) quanto maior for a capacitância de um capacitor, menos carga ele pode armazenar para uma determinada tensão elétrica e) quanto menor for a capacitância de um capacitor, menos carga ele pode armazenar para uma determinada tensão elétrica Letra C Podemos calcular a capacitância de um capacitor por meio da seguinte equação: Analisando a equação acima, pode-se notar que a capacitância depende de fatores geométricos, tais como a área das placas do capacitor e a distância entre as placas, além da permissividade dielétrica do meio inserido entre elas. Portanto, a capacitância permanece constante. Duplicando-se a diferença de potencial entre as placas do capacitor, a sua carga tende a dobrar, de acordo com a seguinte equação: Multiplicando cruzado os termos da equação acima, temos a seguinte relação para a carga elétrica: Para uma tensão 2V, teremos o seguinte cálculo: Portanto, a carga elétrica dobra de módulo, enquanto a capacitância permanece constante. Letra B Podemos relacionar a capacitância à quantidade de carga (Q) armazenada em um capacitor para uma dada diferença de potencial (V) pela equação abaixo: De acordo com os dados fornecidos no enunciado do exercício, temos que: Lembre-se: 1 nC = 1 nanoCoulomb (10-9 C) e 1 mV = 1 miliVolt (10-3 V). Portanto, a alternativa correta é a letra B. Veja também: Prefixos do Sistema Internacional de Unidades Letra A Vamos analisar as alternativas: a) VERDADEIRO – A constante de permissividade elétrica do vácuo é baixa – por isso, ao inserirmos um material dielétrico entre as placas do capacitor, aumenta-se a sua capacitância, já que é possível armazenar uma quantidade maior de cargas nesses materiais, para uma mesma diferença de potencial; b) FALSO – O módulo da carga elétrica entre as placas pode aumentar, não diminuir; c) FALSO – A capacitância aumenta ao inserirmos um meio dielétrico entre as placas do capacitor; d) FALSO – A capacitância é afetada de modo que o seu valor aumente, uma vez que a inserção de um meio dielétrico entre suas placas aumenta a sua permissividade elétrica, em vez de diminui-la; e) FALSO – A capacitância é afetada pela alteração da permissividade elétrica do meio, que é responsável por afetar a maneira como os campos elétricos se propagam em seu interior. Letra C A capacitância dos capacitores de placas paralelas é dada pela equação abaixo: Da relação acima, nota-se que a capacitância (C) é diretamente proporcional à área e à permissividade elétrica do meio inserido entre suas placas e inversamente proporcional à distância entre as placas (d). No entanto, quanto maior for a capacitância do dispositivo, mais carga ele conseguirá armazenar para uma mesma tensão elétrica. Portanto, a alternativa falsa é a letra c. Qual a carga em um capacitor de 5f quando ele é conectado a uma fonte de 120v?Qual a carga em um capacitor de 5 F quando ele é conectado a uma fonte de 120 V?? 600 C.
Como calcular a carga de um capacitor?A capacitância de um capacitor pode ser calculada pela razão da carga do capacitor acumulada pela sua diferença de potencial elétrico (ddp) entre suas armaduras. Onde; Q -> carga do capacitor armazenada, no SI dada por Coulomb(C) V -> Diferença de potencial elétrico, no SI dado por Volts(V)
Qual a carga adquirida pelo capacitor?Em uma associação série de capacitores, a carga adquirida em um capacitor, equivale a carga total. Observe que o capacitor de menor capacitância do circuito é C2 de 0,2μF. Portanto é o capacitor que deve suportar maior tensão, no caso, 60V.
Qual é a quantidade de carga de cada capacitor?Sendo assim, após o carregamento, a carga total Q estabelecida na associação em paralelo é equivalente à soma das cargas presentes em cada capacitor: Q = Q₁ + Q₂. Novamente, todas essas afirmações valem para um número n qualquer de capacitores associados em paralelo.
|