No final desta postagem apresentaremos a Lísta IV de exercícios sobre potencial elétrico e capacitores, digitalizada usando os comandos do processador Latex.
Explicaremos Como funciona um Multiteste(multímetro), ele funciona como um voltímetro para medir a ddp e como um amperímetro, para medir a corrente elétrica.
Neste vídeo vemos também exercício resolvido de ddp, campo elétrico uniforme e a definição de Capacitor.
Veja a parte da diferença de potencial.
Aprendendo colocar uma figura usando o processador de texto Latex.
Para adicionar uma figura devemos usar o seguinte comando macro do Latex
\usepackage{epsfig}
Em seguida escolher a figura e colocar onde você quer que apareça.
\documentclass[preprint,aps]{revtex4}
\usepackage{epsfig}
\begin{document}
\noindent{ \bf INTRDUMENTA\c{C}\~AO E CI\^ENCIA DA NATUREZA E
SUAS TECNOLOGIA II-UAFM-CES-UFCG. Lista IV-Eletrost\'atica:
cargas el\'etricas fixas.}
\noindent{Professor: Rafael de Lima Rodrigues \hrulefill PER\'IODO 2026.1}
\noindent{Aluno(a): \hrulefill Aten\c{c}\~ao!
{\bf Boa Sorte.}
}
\vspace{0.5cm}
\centerline{POTENCIAL EL\'ETRICO E CAPACITORES}
\vspace{0.5cm}
\noindent 1) Escrever a rela\c{c}\~ao (equa\c{c}\~ao) entre os vetores deslocamento
el\'etrico ($\vec D=k\vec E$, onde $k=1+\chi\epsilon_0>1$ meio diel\'etrico e $k=1$
meio n\~ao diel\'etrico), vetor campo el\'etrico ($\vec E$) e o
vetor de polariza\c{c}\~ao el\'etrica ($\vec P=\chi\epsilon_0\vec
E$,) onde $\chi$ \'e uma constante num\'erica caracter\'\i stica do
material, chamada de susceptibilidade diel\'etrica. Quando ocorre os
efeitos n\~ao lineares a suscepitibilidade depende de termos $E^2,
E^3$, etc. No caso linear ela depende somente da intensidade do campo el\'etrico
$E$. Lembre-se que $\epsilon_0$ \'e a constante de permissividade el\'eterica no v\'acuo.
\vspace{0.5cm}
\noindent 2) a) Definir o que \'e uma superf\'\i cie equipotencial. b)Pode-se produzir uma carga de uma esfera de 2x$10^{-8}C,$ simplesmente
por atrito. Calcule o raio dessa esfera que produz um potencial de 6,0 x $10^4$
volts a uma dist\^ancia
de 10$cm$.
%\vspace{0.5cm}
\noindent 3) Propor uma experi\^encia para medir a ddp. Como voc\^e
acoplaria o volt\'\i metro no circuito para medir a voltagem? (Quest\~ao do ENEM 2020)
%\vspace{0.5cm}
\noindent 4) a) Dizer o que \'e e para que serve um capacitor. Como voc\^e faria uma experi\^encia utilizando capacitores?
\noindent b) Sabendo que o campo el\'etrico de um capacitor de placas planas e paralelas \'e $E=\frac{\sigma}{A}$, com $\sigma$ a densidade superficial de carga ($\sigma=\frac QA,$ de uma das armaduras e A sua \'area. Mostre que a capacit\^ancia do capacitor de placas paralelas torna-se:
$C=\frac{\epsilon_0A}{d}.$
\vspace{0.5cm}
\noindent 5) a) Se 100 joules de trabalho s\~ao requeridos
para mover um corpo com carga de 0,60 $C$ de um ponto a outro; qual
a diferen\c{c}a de potencial entre estes pontos?
\vspace{0.5cm}
\noindent b) Qual o trabalho requerido para
transferir um corpo com carga el\'etrica de $8,0C,$ contra uma diferen\c{c}a de
potencial de $300V.$
\vspace{0.5cm}
As quest\~oes de 6 a 9 se referem \`a seguinte
situa\c{c}\~ao: uma esfera met\'alica de raio $r=50cm$ \'e carregada
com um potencial de 0,6$V.$
\noindent 6) Calcule a carga da esfera.
\vspace{0.5cm}
\noindent 7) Calcule os campos el\'etricos em dois pontos situados a
$40cm$ e $80,0cm$ do centro da esfera, no v\'acuo.
\vspace{0.5cm}
\noindent 8) Se a esfera \'e colocada em contato com outra esfera
id\^entica inicialmente neutra, e depois afastada de uma dist\^ancia
muito grande, a) quanto vale o potencial da primeira esfera?
\noindent b) Duas esferas condutoras A e B de raios
$6R$ e $2R,$ s\~ao carregadas com cargas positivas $4q$ e $q,$
respectivamente interligando-as com um fio condutor, o que acontece?
\vspace{0.5cm}
\noindent 9.a) Numa esfera
carregada, situada no v\'acuo e distante de outros corpos: i) as
cargas est\~ao concentradas no centro da esfera; ii) o campo
el\'etrico \'e nulo no interior da esfera; iii) o potencial \'e
maior na superf\'\i cie do que no centro da esfera; iv) o campo
el\'etrico \'e nulo no espa\c{c}o em torno da esfera; e) nenhuma das
condi\c{c}\~oes alistadas acima \'e satisfat\'oria.
\noindent b) Uma part\'\i cula com carga el\'etrica repele
um p\^endulo el\'etrico a
$5cm$ de dist\^ancia enquanto que outra part\'\i cula com carga de mesmo sinal, para provocar a mesma repuls\~ao, deve estar a 20cm de dist\^ancia.
A segunda carga \'e: i) dupla da primeira; ii) tripla da primeira; iii qu\'adupla
da primeira; qu\'\i ndupla da primeira; v) nenhuma das respostas.
\vspace{0.5cm}
\noindent 10) Determine a capacit\^ancia equivalente da
associa\c{c}\~ao de tr\^es capacitores. Considere que os capacitores com
capacit\^ancia $C_1$ e $C_2$
est\~ao ligado em paralelo, sob a mesma
diferen\c{c}a de potencial $V_{bc}.$ Esta associa\c{c}\~ao mista
est\'a ligada em s\'erie com outro capacitor de capacit\^ancia
$C_o.$ Calcule a carga $q_0$ no circuito abaixo representado
sabendo que $C_0= 0,20\mu F, C_1= 1,0\mu F, C_2= 0,30\mu F$ e
a ddp total \'e dada por $V_{ab}= 0,20V.$
\begin{figure}[h]
\centering \epsfig{file=Fig1Cap.eps,width=8cm,height=6cm,angle=-360}
\end{figure}
\end{document}
Foi visto.Nos condutores, quando ocorre movimento ordenado dos elétrons dizemos que ali tem corrente elétrica. Mas, pode ocorrer corrente elétrica devido a movimento de íon positivo ou negativo, por exemplo no processo de eletrólise. O íon é um átomo com excesso de carga elétrica positiva ou negativa, devido a perda de elétron ou o ganho de elétron pelo átomo.
O símbolo da carga eletrica é a letra q. A carga elementar é representada por e=1,6x10-19C, sendo C a unidade de carga eletrica no SI. Portanto, se um átomo perder 3 elétrons ele fica com carga q=3e>0, se ele ganhar 4 elétrons ele fica com carga q=-4e<0. São os elétrons que se movimentam. Eles estão na superfície de um condutor e, por isso, o campo elétrico é nulo no interior de um condutor.
Quantização da carga elétrica
A carga elétrica existente na Natureza é um número inteiro positivo ou negativo da carga elementar, ou seja,
q=+ne ou q =-ne, n=1,2,3,4, ....
Isso significa que a carga elétrica de um corpo é discreta ou quantizada.
Por que ao invés de alumínio utiliza-se o fio de cobre nas instalações elétricas nas residência?
Devido a lei de Joule, ou seja, quando passa a corrente elétrica o condutor esquenta e o fio de cobre suporta altas temperaturas.
Como vimos, na eletrostática a carga elétrica dura muito pouco. Para que tenhamos uma corrente duradoura é necessário que seja mantido a ddp. Quando a ddp cessar a corrente acaba. Portanto, é necessário geradores potentes para produzir corrente elétrica. No caso das hidrelétricas, como a de Paulo Afonso, a ddp é mantida devido a constante queda d'água, fazendo as turbinas gerar a corrente elétrica através do atrito e do magnetismo, percorrendo uma grande distância até chegar em nossas residências.
Existem outros tipos de geradores de corrente elétrica, obtidos através da energia solar e energia química.
Matéria relacionada, projeto de eletrização com Canudos de Refrigerante apresntado em uma feira de ciências, em Cuité,
Existem outros tipos de geradores de corrente elétrica, obtidos através da energia solar e energia química.
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