Um capacitor de placas paralelas possui placas com área igual a
e distância entre elas de 1 cm . O Capacitor é ligado a uma fonte e carregado a até 3000 V . A seguir ele é desconectado e uma camada de material plástico isolante é inserido entre as placas do capacitor. Verifica-se que a d.d.p. diminui para 1000 V enquanto a carga permanece constante. Calcule: (a) capacitância original;
Passo 1
Vamos resumir o que a questão nos diz e identificar o que precisamos para resolver:
- Temos um capacitor de placas paralelas com área das placas de
. - A distância entre as placas é de
. - O capacitor é carregado até uma diferença de potencial (ddp) de
. - Precisamos calcular a capacitância original do capacitor.
Para resolver isso, vamos usar a fórmula da capacitância de um capacitor de placas paralelas:
Onde:
-
é a capacitância, -
é a permissividade do vácuo ( ), -
é a área das placas, -
é a distância entre as placas.
Passo 2
Primeiro, precisamos garantir que todas as unidades estejam no sistema internacional (SI). Vamos converter as unidades fornecidas:
-
ÁreaSabemos que
, então: -
DistânciaSabemos que
, então:
Passo 3
Agora, vamos utilizar a fórmula da capacitância com os valores convertidos:
Passo 4
Vamos calcular a expressão:
Resposta
A capacitância original do capacitor é
, ou seja, 177 pF.