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Exercícios sobre capacitância

Estes exercícios testarão seus conhecimentos sobre a capacitância: razão entre a quantidade de cargas e a diferença de potencial aplicada aos terminais de um capacitor.

Questão 1

Um capacitor acumula entre as suas placas uma quantidade de carga igual a 10 nC quando submetido a uma diferença de potencial de 10 V. Assinale a alternativa que apresenta corretamente a capacitância desse capacitor.

a) 1,0 nF

b) 10,0 nF

c) 1 pF

d) 100 nF

e)10 μF

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Questão 2

A energia potencial armazenada entre as placas paralelas de um capacitor, cuja capacitância é de 10 μF, quando submetido a uma diferença de potencial de 1 mV, é equivalente a:

a) 10 nJ

b) 5pJ

c) 10 μJ

d) 10 mJ

e) 1 μJ

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Questão 3

(PUC-MG) Se dobrarmos a carga acumulada nas placas de um capacitor, a diferença de potencial entre suas placas ficará:

a) inalterada.

b) multiplicada por quatro.

c) multiplicada por dois.

d) dividida por quatro.

e) dividida por dois.

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Questão 4

(Uece) 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: (considere a carga de um elétron como e = 1,6 x 10-19C).

a) 9,6 × 1014

b) 8,0 ×1020

c) 6,0 × 109

d) 5,0 × 108

e) 11 x 107

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Respostas

Resposta Questão 1

Letra A

A capacitância, ou capacidade, de um capacitor pode ser calculada pela equação a seguir:

Q é a quantidade de carga (10 nC = 10.10-9C) armazenada entre os terminais do capacitor e U (10 V) é a diferença de potencial aplicada entre as placas desse capacitor. Dessa forma, temos que:

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Resposta Questão 2

Letra B

Para calcular a energia potencial armazenada nas placas dos capacitores, podemos usar a equação a seguir:

De acordo com os dados informados pelo enunciado do exercício, a capacitância do dispositivo é de 10 μF (10.10-6 F), e a diferença de potencial entre suas placas é de 1 mV (1.10-3 V). Dessa forma, temos que:

Portanto, a energia potencial armazenada entre as placas do capacitor é de 5 pJ (5 picojoules).

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Resposta Questão 3

Letra C

Como o capacitor permanecerá com a sua capacitância inalterada, ao dobrarmos a quantidade de cargas acumuladas em suas placas, deve-se dobrar o potencial entre elas, de modo que:

Logo, o seu potencial deverá ser multiplicado por dois.

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Resposta Questão 4

Letra C

A capacitância de um capacitor é dada pela equação a seguir:

Além disso, a quantidade de cargas (Q) armazenada no capacitor é um múltiplo inteiro da carga fundamental do elétron, de acordo com a quantização da carga elétrica:

Dessa forma, após anotarmos os dados fornecidos pelo exercício, calcularemos o valor de n (o número de elétrons armazenados no capacitor):

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