A área das placas de um capacitor de placas paralelas é
e a distância entre as placas é
. O dielétrico do capacitor é o ar. Para que o campo elétrico entre as placas seja
, a carga da placa positiva deve ser
a)
b)
c)
d)
e)
a)
b)
c)
d)
e)
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um capacitor de placas paralelas com uma área de
e uma distância entre as placas de
. O dielétrico usado é o ar. A gente quer descobrir qual a carga na placa positiva para que o campo elétrico entre as placas seja
. Para resolver isso, vamos usar conceitos de capacitância e campo elétrico em capacitores.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender a relação entre o campo elétrico
, a carga
, e a capacitância
. A fórmula que conecta essas grandezas é:
Onde:
-
é o campo elétrico, -
é a densidade de carga na placa, -
é a permissividade do vácuo ( ).
A densidade de carga
é relacionada à carga
e à área
pelas equação:
Passo 3
Substituindo
na primeira equação, temos:
Queremos resolver para
, então vamos reorganizar a equação:
Passo 4
Agora, vamos substituir os valores conhecidos na equação:
Então:
Passo 5
Fazendo as contas:
Resposta
A carga da placa positiva deve ser aproximadamente
, que corresponde à opção a).
Exercícios relacionados
Um capacitor de
inicialmente descarregado é conectado em série a um resistor de
e a fonte de fem
e que possui resistência interna desprezível. Imediatamente após a conexão do circuito, qual é
a) A queda de tensão através do capacitor?
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.
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a) 0,25
b) 0,50
c) 2,0
d) 4,0
e) 8,0
a) 0,25
b) 0,50
c) 2,0
d) 4,0
e) 8,0
Um capacitor de
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e a fonte de fem
e que possui resistência interna desprezível. Imediatamente após a conexão do circuito, qual é
b) A queda de tensão através do resistor?
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