Td de Física 2 Capacitores



Baixar 146.64 Kb.
Pdf preview
Encontro19.05.2020
Tamanho146.64 Kb.

TD de Física 2 

– Capacitores  

Página 1 de 10 

 

 



 

1. (Ufpr 2014)  No circuito esquematizado abaixo, deseja-se que o capacitor armazene uma 

energia elétrica de 125 J.

μ   


 

 

 



As fontes de força eletromotriz são consideradas ideais e de valores 

1

10 V



ε

 e 



2

5 V.


ε

  



Assinale a alternativa correta para a capacitância C do capacitor utilizado. 

 

a)  10 F.



μ    

 

b)  1 F.



μ    

 

c)  25 F.



μ    

 

d)  12,5 F.



μ    

 

e)  50 F.



μ    

 

 



 

 

2. (Uern 2013)  O capacitor equivalente de uma associação em série, constituída por 3 



capacitores iguais, tem capacitância  2 F.

μ  Utilizando-se 2 destes capacitores para montar uma 

associação em paralelo, a mesma apresentará uma capacitância de 

 

a)  3 F.



μ    

 

b)  6 F.



μ    

 

c) 12 F.



μ    

 

d)  18 F.



μ    

 

 



 

 

3. (Ita 2013)  Certo produto industrial constitui-se de uma embalagem rígida cheia de óleo, de 



dimensões 

L L d,


 

 sendo transportado numa esteira que passa por um sensor capacitivo de 

duas placas paralelas e quadradas de lado L, afastadas entre si de uma distância ligeiramente 

maior que d, conforme a figura. Quando o produto estiver inteiramente inserido entre as placas, 

o sensor deve acusar um valor de capacitância C

0

. Considere, contudo, tenha havido antes um 



indesejado vazamento de óleo, tal que a efetiva medida da capacitância seja 

0

C



3 4C .

 



Sendo dadas as respectivas constantes dielétricas do óleo, 

2;

κ



 e do ar, 

ar

1,

κ



desprezando o efeito da constante dielétrica da embalagem, assinale a percentagem do 



volume de óleo vazado em relação ao seu volume original. 

 

 



 

a) 5%   


 

b) 50%   

 

c) 100%   



 

d) 10%   

 

e) 75%   



 

 

 



 

4. (Unicamp 2012)  Em 1963, Hodgkin e Huxley receberam o prêmio Nobel de Fisiologia por 

suas descobertas sobre a geração de potenciais elétricos em neurônios. Membranas celulares 

separam o meio intracelular do meio externo à célula, sendo polarizadas em decorrência do 



TD de Física 2 

– Capacitores  

Página 2 de 10 

 

fluxo de íons. O acúmulo de cargas opostas nas superfícies interna e externa faz com que a 



membrana possa ser tratada, de forma aproximada, como um capacitor.  

 

a) Considere uma célula em que íons, de carga unitária 



19

e

1,6 10



C



, cruzam a membrana e 

dão origem a uma diferença de potencial elétrico de 

80mV


. Quantos íons atravessaram a 

membrana, cuja área é 

5

2

A



5 10

cm



 

, se sua capacitância por unidade de área é 

6

2

área



C

0,8 10


F/cm



v? 


b) Se uma membrana, inicialmente polarizada, é despolarizada por uma corrente de íons, qual 

a potência elétrica entregue ao conjunto de íons no momento em que a diferença de 

potencial for 

20mV


 e a corrente for 

8

5 10 íons/s



, sendo a carga de cada íon 

19

e

1,6 10



C



 



 

 

 



5. (Ita 2012)  Um capacitor de placas paralelas de área A e distância 3h possui duas placas 

metálicas idênticas, de espessura h e área A cada uma. Compare a capacitância C deste 

capacitor com a capacitância C

0

 que ele teria sem as duas placas metálicas. 



 

 

 



a) C = C

0

   



 

b) C > 4C

0

   


 

c) 0 < C < C

0

   


 

d) C


0

 < C < 2C

0

   


 

e) 2C


0

 < C < 4C

0

   


 

 

 



 

6. (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  2 F

e por duas fontes 



de fem, consideradas ideais, com 

1



= 10 V e 

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.   


 

 

 



 

7. (Ita 2011)  Uma diferença de potencial eletrostático V e estabelecida entre os pontos M e Q 

da rede cúbica de capacitores idênticos mostrada na figura.  

 


TD de Física 2 

– Capacitores  

Página 3 de 10 

 

 



 

A diferença de potencial entre os pontos N e P é 

 

a) V/2.    



 

b) V/3.    

 

c) V/4.   



 

d) V/5.    

 

e) V/6.   



 

 

 



 

8. (Upe 2010)  No circuito A, considere os três resistores com resistências iguais e, no circuito 

B, considere os três capacitores com capacitâncias iguais. 

 

 

 

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.   

 

 

 



 

9. (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). 



 

TD de Física 2 

– Capacitores  

Página 4 de 10 

 

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.   

 

 



 

 

10. (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: 

 

a) 9,6 × 10



14

   


 

b) 8,0 ×10

20

   


 

c) 6,0 × 10

9

   


 

d) 5,0 × 10

8

   


 

 

 



 

11. (Ufu 2007)  Um capacitor formado por duas placas planas e paralelas está ligado a uma 

bateria, que apresenta uma diferença de potencial igual a 100 V. A capacitância do capacitor é 

igual a 


4

1 10


F



 e a distância inicial entre as suas placas é igual a 5 mm. Em seguida, a 

distância entre as placas do capacitor é aumentada para 15 mm, mantendo-se a diferença de 

potencial entre elas igual a 100 V. 

Tendo por base essas informações, marque a alternativa que apresenta corretamente a 

quantidade de carga armazenada no capacitor nas duas situações descritas.  

 

a) 



2

1,0 10


C



 quando a distância entre as placas do capacitor é igual a 5 mm, passando para 

3

3,3 10



C



 quando a distância entre as placas é aumentada para 15 mm.    

 

b) 



2

1,0 10


C



 quando a distância entre as placas do capacitor é igual a 5 mm, passando para 

2

3,3 10



C



 quando a distância entre as placas é aumentada para 15 mm.    

 

c) 



6

1,0 10


C



 independente da distância entre as placas, uma vez que a diferença de potencial 

é mantida a mesma, ou seja, 100 V.    

 

d) 


6

1,0 10


C



 quando a distância entre as placas do capacitor é igual a 5 mm, passando para 

6

3,3 10



C



 quando a distância entre as placas é aumentada para 15 mm.   

 

 



 

 

12. (Ufpe 2004)  Três capacitores C



1

 = C


2

 = 1,0 ìF e C

3

 = 3,0 ìF estão associados como mostra 



a figura. A associação de capacitores está submetida a uma diferença de potencial de 120 V 

fornecida por uma bateria. Calcule o módulo da diferença de potencial entre os pontos B e C, 

em volts. 

 

 



 

 

 



13. (Ufes 2001)  Um capacitor ideal de placas planas paralelas é carregado mediante a 

aplicação de uma d.d.p. entre suas placas. A distância entre as placas é então duplicada, 

mantendo-se a mesma d.d.p. entre elas. Nessa nova situação, a carga nas placas _________ 

e a energia eletrostática armazenada no capacitor __________. 

 


TD de Física 2 

– Capacitores  

Página 5 de 10 

 

Preencher CORRETAMENTE as lacunas, na sequência em que aparecem na frase acima: 



 

a) dobra - reduz-se à metade   

 

b) não se altera - dobra   



 

c) reduz-se à metade - reduz-se à metade   

 

d) dobra - dobra   



 

e) reduz-se à metade - não se altera   

 

 

 



 

14. (Ufal 2000)  O esquema representa duas placas condutoras, P

1

 e P


2

, ligadas a uma bateria 

que fornece uma tensão constante U.  

 

Considerando a situação apresentada no esquema, 



 

(     )  (     ) As placas P

1

 e P


2

 estão eletrizadas.    

 

(     )  (     ) O campo elétrico na região entre as placas na parte central vale U/d.  



 

(     )  (     ) Enquanto as placas estiverem se aproximando, uma da outra, a bateria fornece 

corrente elétrica.  

 

(     )  (     ) Quando as placas são afastadas, uma da outra, a carga elétrica delas aumenta.  



 

(     )  (     ) As placas dissipam muita energia da bateria e, por isso, se aquecem muito.  

 

 

 



 

15. (Ufmg 1994)  Duas placas metálicas paralelas Q e P, isoladas, são eletrizadas com uma 

carga de 1,0 × 10

-7

 C, uma negativamente, e a outra, positivamente. A diferença de potencial 



entre elas vale 100 V. 

 

a) DETERMINE a energia elétrica armazenada nas placas. 



b) Considere que um resistor de 50 Ù é usado para ligar uma placa à outra. À medida que as 

placas se descarregam, a intensidade da corrente elétrica no resistor aumenta, diminui, ou não 

se altera? JUSTIFIQUE sua resposta. 

c) DETERMINE a quantidade total de calor liberado no resistor durante o processo de descarga 

das placas. 

 

 



TD de Física 2 

– Capacitores  

Página 6 de 10 

 

 



Gabarito:  

 

 



Resposta da questão 1: 

 

[A] 



 

Dados: 


1

2

E



125 J,

10V,


5V.

μ ε


ε



 

Como as fontes estão em oposição, a ddp (U) no capacitor é: 



1

2

U



10 5  

  U


5 V.

ε

ε







 

Aplicando a expressão da energia armazenada no capacitor: 

2

2

2



C U

2 E


2 125

250


E

  

  C



  

  

2



25

U

5



C

10

F.



μ







  

 

 



Resposta da questão 2: 

 

[C] 



 

Para a associação em série: 

s

s

C



C

  

  C



3 C   

  C


3 2  

  C


6  F.

3

μ





 


  



 

Para a associação em paralelo: 

p

p

C



2 C

2 6    


 

C

12  F.



μ

 



  



 

 

Resposta da questão 3: 

 

[B] 


 

Em uma situação ideal, sem vazamento de óleo, a capacitância 

0

C  é dada por: 



 

2

óleo



0

0

K



.A

2.L


C

C

d



d



 

 



Na situação real, com o vazamento do óleo, teremos: 

 

 



TD de Física 2 

– Capacitores  

Página 7 de 10 

 

 



Observamos uma associação em paralelo de dois capacitores, um representado pelo óleo e 

outro representado pela água: 

 

 

 



1

2

0



2

ar

ar



óleo

óleo


1

2

0



2

3

C



C

C

C



4

K

A



K

A

3



3 2.L

C

C



C

.

4



d

d

4



d

1.(L


X).L

2.X.L


6.L

X

0,5.L



d

d

4.d



X

0,5.L


X

50%.L














  



 

 

Resposta da questão 4: 

 

a) Dados: 



19

5

2



2

6

2



área

e

1,6 10



C; A

5 10


cm ; U

80 mV


8 10

V; C


0,8 10

F / cm .






 

 



 



A capacitância da membrana é o produto da capacitância por unidade de área pela área da 

membrana. 

 

6

5



2

11

área



2

F

C



C

A

0,8 10



5 10

cm

  



  C

4 10


F.

cm









 

 





 

 



11

2

19



7

Q

C



C U

ne

4 10



8 10

  

  C



  

  n


   

U

U



e

1,6 10


Q

ne

n



2,0 10 íons.





 








 



 

 



b) Dados: 

19

8



2

e

1,6 10



C; z

5 10 íons / s; U

20 mV

2 10


V.



 



 


 

 


2

8

19



12

íons


C

P

Ui  



  P

U z e


2 10

V

5 10



1,6 10

  

 



s

íon


P

1,6 10


W.







 



 









  

 

 

Resposta da questão 5: 



 

[E] 


 

Sem as duas placas, a distância entre as armaduras do capacitor é d = 3 h, e a capacitância é 



C

0

Com a introdução das placas metálicas (condutoras), o campo elétrico no interior de cada uma 



delas é nulo. A distância (d) equivalente entre as armaduras passa a ser d = 3 h 

– 2 h = h, e a 

capacitância passa a ser C

 

A figura ilustra a situação com as placas metálicas entre as armaduras do capacitor. 



 

TD de Física 2 

– Capacitores  

Página 8 de 10 

 

 



 

Aplicando a expressão da capacitância para capacitor plano às duas situações: 

 

0

0



0

0

0



0

0

0



0

0

A



C

 (I)


A

A

3 h



3 h

C

C



  

  

 



 

  

  C



3 C   

d

C



h

A

A



 C

 (II)


h

2 C


C

4 C .


 

ε

ε



ε

ε

ε







 









 


  

 

 



Resposta da questão 6: 

 

[A] 



 

A ddp no capacitor é 

1

2

V



25V

    

 

A energia armazenada é dada pela expressão 



2

6

2



6

1

1



U

CV

2 10



25

625 10 J


2

2



  





  

 

 



Resposta da questão 7: 

 

[D] 



 

As figuras mostram uma sequência de simplificações do circuito dado. 

 

 

 



Sendo C a capacitância de cada capacitor, vamos calcular a capacitância equivalente da 

associação. 

 

Da Fig. 3: 


TD de Física 2 

– Capacitores  

Página 9 de 10 

 

eq



eq

eq

1



1

1

1



1

2 1 2


5

6

   



   

   


   C

C

C



3C

6C

3C



C

6C

6C



5

 








Na Fig.3: 

 

Q = C


NP 

V

NP   



(I)

 

Na Fig 4: 



 

Q = C


MQ 

V   (II) 

 

 

Igualando (I) e (II) e substituindo valores, vem: 



C

NP 


V

NP 


 = C

MQ 


V  

  



NP

6

6 C V



C V

5



 

 



NP

V

V



.

5



  

 

 



Resposta da questão 8: 

 

[C] 



 

Os resistores estão em série.  

eq

R

R



3R



 

 



Os capacitores estão em série. 

eq

C



C

C

n



3



   

 

 



Resposta da questão 9: 

 

[E] 



 

Dispositivos que armazenam carga elétrica são chamados capacitores ou condensadores. A 

carga armazenada é descarregada num momento oportuno, como por exemplo, através do 

filamento de uma lâmpada de máquina fotográfica, emitindo um flash.  

 

 

Resposta da questão 10: 



 

[C]  

 

 

Resposta da questão 11: 



 

[A] 


 

Dados: 


4

1

C



1 10

F;



 

 U = 100 V; d



1

 = 5 mm; d

2

 = 15 mm. 

4

2



1

1

1



Q

C

U



1 10

100  


  Q

1 10


C.



 


 



 

 

Quando as placas são afastadas, a capacitância passa a ser C



2

1



1

4

5



2

2

2



1

2

1



2

1

2



2

2

A



C

d

C



A

d

C



d

5

  



  

  

  



C

1 10


3,3 10

F.

A



C

d

A



C

d

15



C

d











 









 

 

A nova carga é Q



2

5



3

2

2



1

Q

C



U

3,3 10


100  

  Q


3,3 10

C.







  



 

 


TD de Física 2 

– Capacitores  

Página 10 de 10 

 

Resposta da questão 12: 

 

48V.  



 

 

Resposta da questão 13: 

 

[C]  



 

 

Resposta da questão 14: 

 

V V V F F  



 

 

Resposta da questão 15: 

 

a) 5 × 10



6

 J. 


 

b) Diminui. 

 

c) 5 × 10



6

 J.  



 

 

 



Baixar 146.64 Kb.

Compartilhe com seus amigos:




©bemvin.org 2020
enviar mensagem

    Página principal
Prefeitura municipal
santa catarina
Universidade federal
prefeitura municipal
pregão presencial
universidade federal
outras providências
processo seletivo
catarina prefeitura
minas gerais
secretaria municipal
CÂmara municipal
ensino fundamental
ensino médio
concurso público
catarina município
Serviço público
Dispõe sobre
reunião ordinária
câmara municipal
público federal
Processo seletivo
processo licitatório
educaçÃo universidade
seletivo simplificado
Secretaria municipal
sessão ordinária
ensino superior
Relatório técnico
Universidade estadual
Conselho municipal
técnico científico
direitos humanos
científico período
Curriculum vitae
pregão eletrônico
espírito santo
Sequência didática
Quarta feira
conselho municipal
prefeito municipal
distrito federal
língua portuguesa
nossa senhora
Pregão presencial
educaçÃo secretaria
segunda feira
recursos humanos
Terça feira
educaçÃO ciência
agricultura familiar