Exercícios de Aplicação

Capacidade Eléctrica

7.1 Considere um condensador de placas paralelas com as seguintes características: eléctrodos com 10 cm² de área, dieléctrico com 0.1 mm de espessura, carga acumulada Q=2*10^-9 C e tensão entre eléctrodos V=10 V. Determine a intensidade do campo eléctrico (E), o fluxo eléctrico (y), a capacidade (C) e a constante dieléctrica do meio (e_r).

7.2 Determine a capacidade de um condensador de placas paralelas cuja área e espessura do dieléctrico são A=10 cm² e d=0.1 mm, respectivamente, e:

(a) dieléctrico de ar;

(b) dieléctrico com constante dieléctrica e_r=75.

(c) Determine a tensão aos terminais de cada um destes dois condensadores, no caso em que a carga acumulada é Q=1 nC.

7.3 Considere um condensador de papel parafinado com as seguintes características: A=0.08 m² e d=0.2 mm. Admitindo uma tensão de 200 V entre os eléctrodos, determine:

(a) a intensidade do campo eléctrico no seio do dieléctrico;

(b) a carga acumulada no condensador;

(c) a capacidade eléctrica do condensador.

7.4 Duas folhas de alumínio de 15m * 1m encontram-se enroladas uma na outra, tendo no meio uma folha de plástico de 0.5mm de espessura e constante dieléctrica e_r=3. Determine a capacidade eléctrica do condensador e a carga acumulada quando a tensão aplicada é V=5 V.

Característica i(v) e v(i) do Condensador

7.5 Considere um condensador cuja capacidade e tensão inicial entre eléctrodos são, respectivamente 2.2 mF e v(t_o)=10 V. Admitindo para a corrente a forma de onda indicada na Figura E7.5, determine:

(a) a tensão aos terminais do condensador em t=5 ms e t=10 ms;

(b) a energia eléctrica armazenada no condensador em t=0 ms, t=5 ms e t=10 ms.

Figura E7.5

7.6 Considere um condensador de 1 mF cuja tensão aos terminais varia como se indica na Figura E7.6. Desenhe a forma de onda da corrente e da energia eléctrica armazenada no condensador.

Figura E7.6

7.7 Considere um condensador de 1 mF cuja corrente varia como na Figura E7.7. Admitindo uma tensão inicial no condensador de 10 V, desenhe a forma de onda da tensão e da energia eléctrica armazenada no condensador.

Figura E7.7

7.8 O flash de uma máquina fotográfica possui um condensador de 1 mF que é carregado à tensão de 100 V. Determine a carga e a energia eléctrica armazenadas no condensador. Admitindo que o disparo do flash corresponde a descarregar o condensador e que esta descarga se efectua durante um intervalo de tempo de apenas 1 ms, calcule o valor médio da corrente.

Associação de Condensadores

*7.9 Determine o valor da capacidade equivalente aos terminais a-b de cada um dos circuitos da Figura E7.9.

Figura E7.9

*7.10 Determine o valor da tensão v_ab em cada um dos circuitos da Figura E7.10, admitindo todos os condensadores inicialmente descarregados.

Figura E7.10

*7.11 Para cada um dos circuitos de E7.11, determine o valor da corrente i_x indicada.

Figura E7.11