Qual a carga em um capacitor de 5 f quando ele é conectado a uma fonte de 120 V?

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C 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 20F 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 2F. 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 2F, 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 0,1F 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?

Como calcular a carga de um capacitor?

Qual a carga adquirida pelo capacitor?

Qual é a quantidade de carga de cada capacitor?