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 .

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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: