Questões de Física - Eletricidade

Considere que o capacitor de um rádio seja composto por apenas duas placas planas paralelas, que podem se movimentar alterando somente a área efetiva de sobreposição das placas, como representado nas imagens.

No instante 1, com as placas totalmente sobrepostas, a capacitância do capacitor vale C₁. Após girar o botão do rádio, elas passam a ter uma área sobreposta que vale metade da área anterior, instante 2.

Sabendo que a capacitância de um capacitor de placas planas paralelas pode ser obtida pela expressão C =  ε₀A/d, em que ε₀ é uma constante, d é a distância entre as placas do capacitor e A é a área efetiva, a capacitância no instante 2 vale:

O desfibrilador faz com que um capacitor se descarregue por meio de uma corrente elétrica unidirecional no sentido do ventrículo para o átrio. A figura a seguir representa, esquematicamente, o processo de descarga de um capacitor.

Quando a chave é fechada, a carga do capacitor decai exponencialmente com o tempo. O intervalo de tempo que caracteriza esse decaimento é a constante de tempo τc = RC que é o tempo que leva para a quantidade de carga se reduzir a 1/e do valor inicial.

Se o capacitor de um desfibrilador de 50 µF e 9 kV se descarrega através de um resistor de 300 Ω, a intensidade da corrente i₀ no início da descarga elétrica e a constante de tempo τ_c do circuito são, respectivamente,

Um capacitor está conectado a uma bateria de 12 V e possui carga elétrica de módulo 48 µC em suas placas.

Qual o módulo da carga nas placas do capacitor quando ele é conectado a uma pilha de 1,5 V?

De modo a estudar os efeitos da presença dos dielétricos em capacitores e sua influência sobre a diferença de potencial entre os terminais deles, um estudante resolve montar um circuito simples com capacitores de valores C e 2C, ambos de placas paralelas. O circuito consiste em conectar os capacitores C e 2C em paralelo e, em seguida, o conjunto assim formado é conectado aos terminais de uma bateria capaz de estabelecer uma diferença de potencial V entre os terminais da associação. A seguir, a bateria é desconectada do conjunto, e um material de constante dielétrica K é introduzido entre as placas do capacitor C, resultando em um novo valor da diferença de potencial entre os terminais da associação.

A combinação que expressa o novo valor do potencial em termos de K e V é dada por

Dois condutores esféricos X e Y encontram-se carregados com cargas elétricas iguais a 5 mC e 15 mC, respectivamente. Sabendo que a capacitância de X = 2 nF e Y = 3 nF e que o contato estabelecido entre eles é feito por meio de um fio condutor, julgue as proposições a seguir.

I - O potencial elétrico na superfície do condutor X é igual a 2,5 . 10¹² V.

II - Os potenciais elétricos dos condutores X e Y, após atingirem o equilíbrio eletrostático, serão iguais.

III - O potencial elétrico do condutor Y, após atingir o equilíbrio eletrostático, será igual a 4 . 10⁶ V.

IV - A carga elétrica do condutor X, após atingido o equilíbrio eletrostático, será igual a 12 mC.

É correto que se afirma apenas em

Os dispositivos de carga acoplada ou CCD (charge-coupled device) são peças de grande destaque na tecnologia de imageamento digital. O CCD é um sensor semicondutor para captação de imagens por um circuito integrado que contém uma matriz de capacitores acoplados. Por meio de lentes, uma imagem é projetada na matriz de capacitores e faz com que cada capacitor acumule uma carga elétrica proporcional à intensidade da luz incidente. Para atingir sua função no CCD, os capacitores são organizados por meio de associações.

Sobre as propriedades das associações de capacitores, atribua V (verdadeiro) ou F (falso) às afirmativas a seguir.

( ) Na associação de capacitores em paralelo, a carga total é a soma das cargas de cada capacitor.

( ) Na associação de capacitores em série, as cargas elétricas armazenadas nas armaduras de cada capacitor são iguais.

( ) A diferença de potencial elétrico é igual para todos os capacitores em uma associação em paralelo.

( ) Um sistema constituído de N capacitores iguais, de capacitância C, conectados em paralelo, pode ser substituído por um único capacitor, cuja capacitância seja igual a C N .

( ) Em uma associação em série, a capacitância equivalente é igual à soma das capacitâncias de cada capacitor.

Assinale a alternativa que contém, de cima para baixo, a sequência correta.