Um capacitor de placas paralelas é formado por dois eletrodos de
cm , afastados por
. A intensidade do campo elétrico dentro do capacitor é de 2,0
. Qual é a carga (em nC) de cada eletrodo?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de capacitores! O enunciado diz que temos um capacitor de placas paralelas com duas placas de 20,0 cm x 20,0 cm, separadas por 1,0 mm. O campo elétrico dentro do capacitor é de
. Queremos descobrir qual é a carga em cada eletrodo, medida em nanocoulombs (nC).
Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de eletrostática, especificamente relacionados a capacitores de placas paralelas. Vamos precisar das fórmulas que relacionam o campo elétrico, a capacitância e a carga.
Passo 2
Primeiro, vamos converter todas as unidades para o Sistema Internacional (SI) para facilitar os cálculos:
- Área das placas:
- Distância entre as placas:
Passo 3
Sabemos que o campo elétrico
entre as placas de um capacitor está relacionado com a carga
, a área
das placas e a constante dielétrica
(constante do vácuo), pela fórmula:
Nosso objetivo é encontrar a carga
.
Passo 4
Vamos isolar
na fórmula:
Agora, vamos substituir os valores que temos:
-
-
(constante do vácuo) -
Passo 5
Substituindo os valores na fórmula:
Passo 6
Vamos fazer as multiplicações passo a passo:
Passo 7
Agora, vamos converter a carga de coulombs para nanocoulombs:
Resposta
A carga em cada eletrodo é de 708 nC.