Um capacitor de placas paralelas tem uma capacitância de , uma área de placa de , um dielétrico de mica . Calcule para uma diferença de potencial de 55 V , as intensidades (a) do campo elétrico na mica,

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse problema de capacitores juntos! O enunciado nos dá um capacitor de placas paralelas com capacitância de , área das placas de ², um dielétrico de mica com constante dielétrica e uma diferença de potencial de . Nosso objetivo aqui é calcular a intensidade do campo elétrico na mica. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre capacitância, dielétricos e como calcular o campo elétrico em um capacitor.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar a fórmula da capacitância para um capacitor de placas paralelas com um dielétrico:
Onde:
  • é a capacitância,
  • é a constante dielétrica do material entre as placas,
  • é a permissividade do vácuo ( ),
  • é a área das placas,
  • é a distância entre as placas.
Nosso objetivo é encontrar o campo elétrico na mica. Sabemos que o campo elétrico em um capacitor com dielétrico é dado por:
Onde é a diferença de potencial.
Mas primeiro, precisamos encontrar a distância entre as placas para poder calcular .

Passo 3

Vamos reorganizar a fórmula da capacitância para resolver a distância :
Vamos converter todas as unidades para o sistema internacional (SI):
  • Capacitância:
  • Área: ²² (pois ²²)
Agora, substituímos os valores na fórmula:
²

Passo 4

Vamos calcular passo a passo:
Primeiro, multiplicamos por :
²
Calculando:
Então:
Agora, multiplicamos por :
Agora, dividimos pelo valor da capacitância :
Calculando:
Então:

Passo 5

Agora que temos a distância entre as placas, podemos calcular o campo elétrico na mica usando a fórmula:
Onde e .
Substituindo os valores:

Passo 6

Vamos calcular o valor de :
Arredondando para três casas decimais:

Resposta

A intensidade do campo elétrico na mica é aproximadamente .

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Considere uma esfera não condutora de raio que possui uma carga total uniformemente distribuída tal que .
c) Calcule o campo elétrico a uma distáncia do centro da esfera.
(2 pontos) (A) , (B) , © , (D) , (E) , (F) , (G) , (H) , (I) , (J) , (K) , (L) , (M) , (N) ,
Considere uma esfera condutora de raio com uma carga .
c) Qual é o potencial elétrico a uma distância de do centro da esfera.
Um resistor de e um capacitor são conectados em série e um potencial de 13 V é aplicado repentinamente. O potencial entre os terminais do capacitor aumenta para 5 V em . (b) Encontre a capacitância do capacitor. OBS: pontos)
Um capacitor de placas paralelas tem uma capacitância de , uma área de placa de , um dielétrico de mica . Calcule para uma diferença de potencial de 55 V , as intensidades © a carga induzida na superfície do dielétrico. (3,0 pontos)