Exercícios sobre energia nos capacitores
em 03/06/2019 14:42
Confira esta lista e teste seus conhecimentos sobre a energia e a carga elétrica armazenadas nos capacitores quando ligados a uma fonte de potencial elétrico.
Questão 1
Armazena-se, entre as placas de um capacitor, uma quantidade de carga igual a 2 mC, sob uma energia potencial elétrica de 1 mJ. Assinale, entre as alternativas abaixo, aquela que apresenta corretamente a sua capacitância.
a) 5,0 nF
b) 10,0 μF
c) 2,0 mF
d) 20,0 pF
e) 2,0 μF
Questão 2
Determinado capacitor é capaz de armazenar até 10 μC, quando aplicada uma diferença de potencial de 500 V em seus terminais. Pode-se afirmar que a capacitância desse dispositivo é de
a) 2,0 mF.
b) 20,0 nF.
c) 50,0 F.
d) 5,0 pF.
e) 5000,0 nF.
Questão 3
O gráfico do potencial elétrico em função à quantidade de carga armazenada em um capacitor é dado a seguir:
A energia necessária para carregar o capacitor até sua carga máxima de 0,5 C é igual a
a) 2π rad; π m; 4 rad/s.
b) 2π rad; 4 m; π rad/s.
c) π rad/s; 4 m; 2π rad.
d) 360 º/s; 4 m; 180º.
e) 2π rad/s; 4 m; π rad.
Questão 4
Pode-se dizer que a maior utilidade dos capacitores é de
a) serem capazes de armazenar enormes quantidades de carga, independentemente de sua capacitância.
b) serem carregados quase instantaneamente e descarregarem de forma lenta.
c) serem capazes de descarregar lentamente, liberando baixas intensidades de corrente elétrica.
d) serem capazes de armazenar cargas elétricas devido à aplicação de uma diferença de potencial, de acordo com sua capacitância.
e) funcionarem como geradores que emitem correntes elétricas constantes, durante grandes intervalos de tempo.
Resposta - Questão 1
A energia potencial elétrica entre as placas do capacitor pode ser escrita em função da quantidade de carga armazenada e da sua capacitância:
Por meio dos dados informados pelo enunciado do exercício temos que:
Dessa forma:
Portanto, a capacitância desse dispositivo é de 2 mF. Letra C.
Resposta - Questão 2
A equação abaixo permite relacionar a capacitância com a quantidade de cargas armazenadas entre as placas do capacitor e a diferença de potencial entre os seus terminais:
Dessa forma, de acordo com os dados fornecidos pelo enunciado do exercício, temos que:
Letra B.
Resposta - Questão 3
A energia necessária para recarregar o capacitor é a energia potencial elétrica total que ele é capaz de armazenar. Ela pode ser calculada por meio da área abaixo da curva nos gráficos de V x Q, que nesse caso trata-se de um triângulo, dessa forma, sua área é dada por:
Portanto, tomando os dados informados pelo enunciado do exercício, temos que:
Logo, a quantidade de energia necessária para carregar completamente esse capacitor é igual a 2,5 J. Letra A.
Resposta - Questão 4
Letra D.
Vamos analisar as alternativas:
a) Falso – A quantidade de cargas armazenadas entre as placas de um capacitor é diretamente proporcional à sua capacitância.
b) Falso – Pelo contrário, a descarga dos capacitores é bastante rápida, diferentemente do tempo necessário para carregá-lo, que pode variar de acordo com as especificações de cada capacitor.
c) Falso – Quando descarregados, os capacitores liberam a carga elétrica armazenada em seu interior muito rapidamente, produzindo grandes correntes elétricas.
d) Verdadeiro – A capacitância é a grandeza física que mede a quantidade de cargas que um capacitor é capaz de armazenar para uma dada diferença de potencial.
e) Falso – Os geradores são capazes de produzir correntes elétricas constantes, durante longos intervalos de tempo, diferentemente dos capacitores, que descarregam quase toda sua carga elétrica em intervalos de tempo bastante pequenos.