Um capacitor de placas planas e paralelas possui vácuo (ou ar) no espaço entre as placas. Se a carga em cada condutor (placa) for dobrada, o que acontece com a capacitância do capacitor? Selecione a resposta correta e JUSTIFIQUE A RESPOSTA
a- A capacitância é duplicada
b- A capacitância é reduzida pela metade
c- A capacitância não varia
a- A capacitância é duplicada
b- A capacitância é reduzida pela metade
c- A capacitância não varia
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos um capacitor de placas planas e paralelas com vácuo ou ar entre elas. A pergunta é: se a carga em cada placa for dobrada, o que acontece com a capacitância do capacitor? Para resolver isso, vamos precisar entender o que é capacitância e como ela se relaciona com a carga e a voltagem.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar a fórmula da capacitância
. A capacitância é definida como a razão entre a carga
em uma das placas e a diferença de potencial
entre elas:
Essa fórmula nos mostra que a capacitância depende de como a quantidade de carga está relacionada com a voltagem aplicada.
Passo 3
Agora, vamos pensar no que acontece se dobrarmos a carga
. Se já temos
, ao dobrar
, a nova carga será
.
Passo 4
Se dobrarmos a carga para
, a nova capacitância
será:
Mas, para manter a capacitância
constante, ou seja, se não há mudança na geometria do capacitor (distância entre as placas ou área das placas), a diferença de potencial
também precisa se ajustar.
Passo 5
No entanto, se a geometria do capacitor não muda, a capacitância depende apenas das propriedades físicas como área das placas
, distância entre elas
e a permissividade do meio
:
Aqui, vemos que
é uma propriedade física do capacitor e não depende diretamente da carga
.
Passo 6
Portanto, dobrar a carga
não afeta a capacitância
do capacitor, já que
depende apenas das características físicas do sistema e não da quantidade de carga armazenada.
Resposta
A alternativa correta é a c- A capacitância não varia. Isso porque a capacitância de um capacitor de placas paralelas depende apenas das propriedades físicas como área das placas, distância entre elas e o material entre as placas, e não da quantidade de carga armazenada.