Um cabo coaxial de 50 m de comprimento tem um condutor interno com diâmetro de d1=3,47e-03 m e carga de . O condutor externo tem diâmetro de e carga de . Qual a diferença de potencial elétrico entre os condutores? Considere que o espaço entre os condutores é preenchido com ar. Use e de a resposta em Volts.
Escolha uma opção:
A. nenhuma das outras
B. 2286,13
C. 2969,92
D. 3493,03

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão sobre a diferença de potencial elétrico em um cabo coaxial. A gente tem um cabo de 50 metros de comprimento, com um condutor interno de diâmetro metros e carga Coulombs. O condutor externo tem diâmetro metros e carga Coulombs. Queremos encontrar a diferença de potencial elétrico entre esses condutores. Vamos precisar usar a constante de Coulomb e as fórmulas de campo elétrico e potencial para um cabo coaxial.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a carga por unidade de comprimento ( ) nos condutores. A carga total no condutor interno é C distribuída ao longo de 50 metros. Então:

Passo 3

Agora, precisamos encontrar os raios dos condutores interno e externo. Sabemos que o diâmetro é o dobro do raio:

Passo 4

A diferença de potencial ( ) entre os condutores de um cabo coaxial pode ser calculada usando a seguinte fórmula:
Onde:
  • é a carga por unidade de comprimento
  • é a permissividade do vácuo ( )
  • e são os raios dos condutores interno e externo, respectivamente

Passo 5

Substituindo na equação:

Passo 6

Agora, vamos substituir os valores na fórmula:
Calculando o logaritmo natural:

Passo 7

Agora, multiplicando todos os valores:

Resposta

A alternativa correta é a B. 2286,13 V.

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Um capacitor é construído usando duas placas paralelas planas de área e são separadas por uma distância de . Então, uma placa de metal com espessura de e do mesmo formato e área que as placas é inserida exatamente no meio do capacitor sem tocar as placas. Qual a capacitância em farad dessa configuração? Use .

Escolha uma opção:

A.
B.
C.
D. nenhuma das outras
Unidades eletrônicas de flash em uma câmera contém um capacitor para armazenar a energia usada para produzir o flash. Em tais unidades, o flash dura com uma potência média gerada de . Se a conversão de energia elétrica em luz tem eficiência de (o resto vai para energia térmica) e o capacitor está a um sujeito a uma diferença de potencial de , qual a sua capacitância em farad se a energia armazenada no capacitor é suficiente para produzir um flash?

Escolha uma opção:

A.
B. nenhuma das outras
C.
D.
Um capacitor de placas paralelas é construído utilizando-se um material cuja constante dielétrica é 3 e cuja rigidez dielétrica é . A capacitância desejada é e o capacitor deve suportar uma diferença de potencial máxima de 4000 V . Encontre a área mínima das placas do capacitor. Use e de a resposta em

Escolha uma opção:

O A. 0,38
O B. nenhuma das outras
O C. 0,21
D. 0,52
Um capacitor de placas paralelas possui placas com área igual a e distância entre elas de 1 cm . O Capacitor é ligado a uma fonte e carregado a até 3000 V . A seguir ele é desconectado e uma camada de material plástico isolante é inserido entre as placas do capacitor. Verifica-se que a d.d.p. diminui para 1000 V enquanto a carga permanece constante. Calcule: (a) capacitância original;