Um capacitor de placas paralelas em que a área das placas é A e a distância entre as placas é d. Uma diferença de potencial é aplicada entre as placas. Em seguida, a bateria é desligada e um dielétrico de espessura b e constante dielétrica k com espessura é introduzido entre as placas de forma simétrica. Suponha que A e . Qual a capacitância antes da introdução do dielétrico?

Passo 1

Vamos resolver um exercício sobre capacitores de placas paralelas. O enunciado nos dá a área das placas , a distância entre elas , e a diferença de potencial aplicada. Queremos encontrar a capacitância do capacitor antes de inserirmos um dielétrico. Para isso, vamos precisar usar a fórmula da capacitância de um capacitor de placas paralelas e converter as unidades para o Sistema Internacional quando necessário.

Passo 2

Primeiro, precisamos lembrar qual é a fórmula para a capacitância de um capacitor de placas paralelas sem dielétrico. A fórmula é:
Aqui, é a permissividade do vácuo ( ), é a área das placas, e é a distância entre as placas.

Passo 3

Antes de aplicar a fórmula, precisamos garantir que todas as unidades estejam no Sistema Internacional (SI). Vamos converter a área de centímetros quadrados para metros quadrados e a distância de centímetros para metros.
Área:
Distância:

Passo 4

Agora que temos as unidades corretas, podemos substituir os valores na fórmula da capacitância:

Passo 5

Vamos calcular o valor numérico:

Resposta

A capacitância antes da introdução do dielétrico é aproximadamente .

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Um capacitor de placas paralelas em que a área das placas é A e a distância entre as placas é d. Uma diferença de potencial é aplicada entre as placas. Em seguida, a bateria é desligada e um dielétrico de espessura b e constante dielétrica k com espessura é introduzido entre as placas de forma simétrica. Suponha que A e . Qual é o campo elétrico nos espaços entre as placas do capacitor e o dielétrico?
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