Perguntas

Os efeitos da presença de um dielétrico podem ser explicados em termos da ação de um campo elétrico sobre os dipolos elétricos permanentes ou induzidos no dielétrico. O resultado é a formação de cargas induzidas nas superfícies do dielétrico. Essas cargas tornam o campo, no interior do dielétrico, menor do que o campo que seria produzido na mesma região pelas cargas livres das placas do capacitor se o dielétrico não estivesse presente.

Lei de Gauss com um Dielétrico Na presença de um dielétrico, a lei de Gauss assume a seguinte forma:

em que q é a carga livre. O efeito das cargas induzidas no dielétrico é levado em conta pela inclusão na integral da constante dielétrica κ.

Perguntas

1 A Fig. 25-18 mostra gráficos da carga em função da diferença de potencial para três capacitores de placas paralelas cujos parâmetros são dados na tabela. Associe os gráficos aos capacitores.

Figura 25-18 Pergunta 1.

Capacitor Área Distância

1 A d

2 2A d

3 A 2d

2 Qual será a capacitância equivalente C de três capacitores, todos de eq capacitância C, se os capacitores forem ligados a uma bateria (a) em série e (b) em paralelo? (c) Em qual dos dois arranjos a carga total armazenada nos capacitores será maior?

3 (a) Na Fig. 25-19a, os capacitores 1 e 3 estão ligados em série? (b) Na mesma figura, os capacitores 1 e 2 estão ligados em paralelo? (c) Coloque

os circuitos da Fig. 25-19 em ordem decrescente das capacitâncias equivalentes.

Figura 25-19 Pergunta 3.

4 A Fig. 25-20 mostra três circuitos formados por uma chave e dois capacitores inicialmente carregados da forma indicada na figura (com a placa superior positiva). Depois que as chaves são fechadas, em que circuito(s) a carga do capacitor da esquerda (a) aumenta, (b) diminui e (c) permanece constante?

Figura 25-20 Pergunta 4.

5 Inicialmente, uma capacitância C está ligada a uma bateria. Em seguida, 1 uma capacitância C é ligada em paralelo com C . (a) A diferença de 2 1 potencial entre as placas de C aumenta, diminui ou permanece a mesma? 1

(b) A carga armazenada em C aumenta, diminui ou permanece a mesma? 1

(c) A capacitância equivalente de C e C , C , é maior, menor ou igual a 1 2 12 C ? (d) A soma das cargas armazenadas em C e C é maior, menor ou igual 1 1 2 à carga armazenada originalmente em C ? 1

6 Repita a Pergunta 5 para o caso em que a capacitância C é ligada em 2 série com C . 1

7 Para cada circuito da Fig. 25-21, determine se os capacitores estão ligados em série, em paralelo, ou nem em série nem em paralelo.

Figura 25-21 Pergunta 7.

8 A Fig. 25-22 mostra uma chave aberta, uma bateria que produz uma diferença de potencial V, um medidor de corrente A e três capacitores iguais, descarregados, de capacitância C. Depois que a chave é fechada e o circuito atinge o equilíbrio, (a) qual é a diferença de potencial entre as placas de cada capacitor? (b) Qual é a carga da placa da esquerda de cada capacitor? (c) Qual é a carga total que passa pelo medidor durante o processo?