Prova Fisica 3 - Capacitores, Resistores e Pontes de Wheatstone

Nome Prova 2 Física 3 Prof Raphael Santarelli RA 1 Dois capacitores de placas paralelas de capacitâncias C₁ 15μF e C₂ 10μF estão inicialmente descarregados Um dielétrico de constante dielétrica κ 4 é inserido no segundo capacitor de forma a preencher totalmente o espaço entre as placas Após a inserção do dielétrico eles são então conectados em paralelo a uma fonte ideal de fem ε 12 V e carregados por um longo tempo Por fim a fonte é retirada deixando apenas os capacitores em paralelo sendo o segundo ainda com o dielétrico dentro a Calcule a carga dos dois capacitores a diferença de potencial e a carga após a retirada da fonte b Qual a energia total armazenada no sistema após a retirada da fonte c Com os capacitores em paralelo e sem a fonte o dielétrico agora é removido Calcule para os dois capacitores a diferença de potencial entre as placas e a carga após a retirada do dielétrico d Qual a energia armazenada no sistema após a retirada do dielétrico A energia aumentou ou diminuiu com a retirada do dielétrico 2 O fio C e o fio D são feitos de materiais diferentes e têm diâmetros iguais de d 1mm As resistividades e comprimentos dos fios são respectivamente ρC 2 x 10⁶ Ωm LC 25 cm ρD 1 x 10⁶ Ωm e LD 50 cm Os fios são unidos conforme figura ao lado e uma diferença de potencial de V 50 V é aplicada entre as extremidades do conjunto Calcule a A resistência em cada fio e a resistência total entre as extremidades do conjunto b A corrente que passa pelos fios Qual o sentido da corrente c A densidade de corrente em cada fio suponha corrente uniforme nos fios Qual o sentido d A diferença de potencial entre as extremidades de cada fio e O campo elétrico dentro de cada fio Qual o sentido 3 Considere o circuito dado pela figura ao lado que contém 5 resistores e uma fonte ideal Esse circuito é conhecido como ponte de Wheatstone a Qual a corrente que passa pelo resistor central de 75 Ω Essa corrente é para esquerda ou para direita b Se o resistor de 30 Ω for substituído por outro e o resto do circuito mantido igual qual deverá ser o valor dessa nova resistência para que a corrente pelo resistor central de 75 Ω se anule 4 Na figura ao lado R₁ 20 kΩ R₂ 10 kΩ C 05 μF e ε 30 V No início o capacitor está descarregado e a chave aberta a Imediatamente após a chave ser fechada qual a corrente em R₁ e em R₂ b Se a chave fica fechada por um longo tempo qual a corrente final em R₁ e em R₂ c Se a chave fica fechada por um longo tempo qual a carga final e a diferença de potencial no capacitor Qual placa do capacitor fica positiva da esquerda ou da direita d Depois desse longo tempo fechada a chave é aberta no instante t 0 Escreva uma expressão para a corrente em R₂ em função do tempo