A água possui uma constante dielétrica muito elevada: aproximadamente
. Como você explica que a água não seja geralmente usada como dielétrico em um capacitor?
Passo 1
Vamos lá! O exercício fala sobre a constante dielétrica da água, que é bem alta, cerca de
. A pergunta é: Por que a água não é normalmente usada como dielétrico em um capacitor? Então, vamos precisar entender um pouco sobre o que é um capacitor, o que faz um bom dielétrico e por que, mesmo com uma constante alta, a água não é a escolha ideal.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é um capacitor. Um capacitor é um dispositivo que armazena energia na forma de campo elétrico entre duas placas condutoras separadas por um material isolante, chamado dielétrico. A capacitância
do capacitor depende da área das placas
, da distância entre elas
e da constante dielétrica
do material isolante:
onde
é a permissividade do vácuo.
Passo 3
Agora, sobre a constante dielétrica
. Ela indica a capacidade do material de aumentar a capacitância do capacitor em relação ao vácuo. Quanto maior
, maior a capacitância para o mesmo
e
. A água tem uma
muito alta, o que, à primeira vista, parece ótima para aumentar a capacitância.
Passo 4
Apesar dessa vantagem, a água não é geralmente usada como dielétrico. Isso porque, além de ter uma alta constante dielétrica, a água pura ainda apresenta alguma condutividade elétrica. Em um dielétrico ideal, queremos que o material seja um isolante perfeito, sem permitir a passagem de corrente elétrica. Se o dielétrico conduz eletricidade, ocorre corrente de fuga, o que faz o capacitor perder sua carga rapidamente.
Passo 5
Além disso, a água pode ser instável em certas condições. Ela pode evaporar, congelar ou reagir com os materiais das placas do capacitor, o que compromete a durabilidade e a eficiência do dispositivo. Dielétricos mais comuns, como o papel, cerâmica ou plástico, não têm esses problemas e são excelentes isolantes elétricos.
Resposta
Mesmo tendo uma constante dielétrica muito alta, a água não é usada como dielétrico em capacitores porque possui uma condutividade elétrica significativa, o que permite a passagem de corrente e causa perda de carga. Além disso, a água pode ser instável e degradar o capacitor, tornando-a inadequada como material isolante para esse fim.
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