Lista de Exercícios: Fenômenos Eletromagnéticos

Bacharelado Interdisciplinar em Ciˆencia e Tecnologia Curso de Fenˆomenos Eletromagneticos Lista de Exercıcios 15 Thiago Prudˆencio Prof Dr Coordenacao do Curso de Ciˆencia e Tecnologia CCCT Universidade Federal do Maranhao UFMA 1 Questoes Figure 1 Capacitor com dois dieletricos Questao 1Na figura 1 um capacitor de placas quadradas de lado 21 44cm paralelas distantes 4 44cm possui um dieletrico de constante dieletrica 4 50 em laranja e outro de constante dieletrica 1 20 em verde ocupando volumes iguais entre as placas 1aCalcule a densidade de carga induzida em cada dieletrico 1bCalcule a capacitˆancia desse capacitor 1 Figure 2 Terra Questao 2A Terra figura 2 pode ser considerada um condutor esferico de raio 6371km Dessa maneira a Terra pode ser considerada um capacitor esferico cujo raio externo tende ao infinito ao longo do Universo com dieletrico vacuo Nessas condicoes 2aCalcule a capacitˆancia da Terra 2bCalcule a carga eletrica acumulada na superfıcie da Terra considerando uma diferenca de pontencial de 220V Figure 3 Capacitor elıptico Questao 3Na figura 3 um dado capacitor elıptico e formado como um ca pacitor cilındrico achatado elipticamente possuindo uma base elıptica em xy formada por duas elipses concˆentricas de mesma excentricidade e 0 23 e eixos maiores a 34 87cm e a 57 87cm respectivamente e carregadas com carga eletrica de modulo q 9 99 109C O comprimento do capacitor no eixo z e de 92 00cm Considere que entre as placas do capacitor seja colocado policarbonato de constante dieletrica 2 8 e rigidez dieletrica de 3 107Vm 3aCalcule a diferenca de potencial entre as placas elıpticocilındricas 3bCalcule a capacitˆancia desse capacitor 3cCalcule a densidade de carga de cada folha elıpticocilındrica 3dCalcule a permissividade do policarbonato 3eCalcule diferenca de potencial maxima suportada pelo capacitor Questao 4Um material de constante dieletrica 2 36 e inserido entre as pla cas de um capacitor de area circular de diˆametro 58 77cm e separacao entre 2 Figure 4 Capacitor as placas de 12 3cm carregado com densidade de carga superficial de 4 86 106Ccm2 4aCalcule a capacitˆancia do capacitor sem os dieletricos 4bCalcule a capacitˆancia do capacitor com os dieletricos 4cCalcule densidade de carga superficial induzida no capacitor 4dCalcule a diferenca de potencial entre as placas do capacitor 2 Bibliografia Recomendada 1 Young e Freedman Sears Zemansky Fısica III Pearson 2 D Halliday e R Resnick J Walker Fısica 3 LTC 3 Marcelo Alonso e Edward Finn Fısica um curso universitario Volume 2 Edgard Blucher 4 Moyses Nussenzveig Curso de Fısica Basica Vol 3 Edgard Blucher 5 J W Jewett R A Serway Fısica papra cientistas e engenheiros Cengage Learning Edicao 8 6 W Bauer G D Westfall University Physics with Modern Physics Mc Graw Hill New York 2011 7 D Griffiths Introduction to Electrodynamics Mc Graw Hill New York 2011 3