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)
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um capacitor de placas paralelas com capacitância de
, área de placa de
, e um dielétrico de mica com constante dielétrica
. Queremos encontrar a carga induzida na superfície do dielétrico quando aplicamos uma diferença de potencial de
. Para resolver isso, vamos precisar usar as fórmulas de capacitância e entender como os dielétricos afetam a carga no capacitor.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a carga total armazenada no capacitor sem considerar o dielétrico. A fórmula da capacitância é:
Onde:
-
é a carga, -
é a capacitância, -
é a diferença de potencial.
Vamos substituir os valores:
Então, a carga total no capacitor é
.
Passo 3
Agora, vamos entender como o dielétrico afeta essa carga. Quando inserimos um dielétrico no capacitor, parte da carga é “neutralizada” internamente pelo dielétrico, gerando uma carga induzida na superfície do dielétrico. A carga induzida (
) pode ser calculada usando a relação:
Isso acontece porque o dielétrico reduz o campo elétrico dentro do capacitor pela constante
.
Passo 4
Substituindo os valores na fórmula:
Vamos calcular isso:
Resposta
A carga induzida na superfície do dielétrico é aproximadamente
.
Exercícios relacionados
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) do campo elétrico na mica,
Calcule a diferença entre frequência angular do oscilador não-amortecido e amortecido
.
Qual o valor da expressão abaixo: