Em um capacitor de placas paralelas, a área das placas é de
e a distância de separação entre elas é de
. O capacitor é carregado por um potencial de 100 V. Determine a capacitância
.
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que o enunciado está pedindo. Temos um capacitor de placas paralelas com área de
e distância entre as placas de
. Esse capacitor é conectado a uma fonte de potencial de
. Nosso objetivo é determinar a capacitância
desse capacitor.
Para resolver isso, vamos precisar usar a fórmula da capacitância para capacitores de placas paralelas, que envolve a área das placas, a distância entre elas e a permissividade do vácuo.
Passo 2
A fórmula para calcular a capacitância
de um capacitor de placas paralelas é:
Onde:
-
é a capacitância em Farads (F), -
é a permissividade do vácuo, que vale aproximadamente , -
é a área das placas em metros quadrados ( ), -
é a distância entre as placas em metros (m).
Passo 3
Vamos substituir os valores fornecidos no enunciado na fórmula:
- Área
- Distância
Substituindo na fórmula:
Passo 4
Agora, vamos realizar os cálculos:
Primeiro, multiplicamos
pela área
:
Em seguida, dividimos esse resultado pela distância
:
Resposta
A capacitância
do capacitor é
, ou seja,
.
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Em um capacitor de placas paralelas, a área das placas é de
e a distância de separação entre elas é de
. O capacitor é carregado por um potencial de 100 V. Qual é a energia por unidade de volume no espaço entre as placas?