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
, 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:
(pois )
Agora, substituímos os valores na fórmula:
Passo 4
Vamos calcular passo a passo:
Primeiro, multiplicamos
por
:
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
.
Exercícios relacionados
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)
,
c) Calcule o campo elétrico a uma distáncia
(2 pontos) (A)
Considere uma esfera condutora de raio
com uma carga
.
c) Qual é o potencial elétrico a uma distância de do centro da esfera.
c) Qual é o potencial elétrico a uma distância de
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)