Um capacitor de placas planas tem a sua capacitância aumentada, quando inserimos um dielétrico entre as suas placas.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre um capacitor de placas planas e como a capacitância dele aumenta quando colocamos um dielétrico entre as placas. Vamos precisar entender o que é capacitância, o que faz um dielétrico e como eles interagem para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é capacitância. A capacitância ( C) é a capacidade de um capacitor de armazenar carga elétrica. Ela depende de três fatores principais:
  1. Área das placas ( A): Quanto maior a área, mais carga pode ser armazenada.
  2. Distância entre as placas ( d): Quanto mais próximas, maior a capacitância.
  3. Permitividade do meio entre as placas ( varepsilon): Quanto maior a permissividade, maior a capacitância.
A fórmula para a capacitância de um capacitor de placas planas sem dielétrico é:
C = varepsilon0 Ad
Onde varepsilon0 é a permissividade do vácuo.

Passo 3

Quando inserimos um dielétrico entre as placas, o dielétrico é um material isolante que pode ser polarizado pelas cargas das placas. Isso significa que as moléculas do dielétrico se alinham de maneira a reduzir o campo elétrico interno, o que, por consequência, aumenta a capacitância.
A presença do dielétrico altera a fórmula da capacitância para:
C = varepsilonr varepsilon0 Ad
Aqui, varepsilonr é a constante dielétrica do material, que é sempre maior que 1 para materiais dielétricos. Isso mostra que a capacitância aumenta proporcionalmente à constante dielétrica do material inserido.

Passo 4

Vamos ver isso com um exemplo prático. Suponha que sem o dielétrico, a capacitância seja C0 = varepsilon0 Ad. Com o dielétrico, a nova capacitância será:
C = varepsilonr C0
Como varepsilonr > 1, fica claro que C > C0. Ou seja, a capacitância aumenta quando inserimos o dielétrico.

Resposta

Portanto, ao inserir um dielétrico entre as placas de um capacitor de placas planas, a capacitância aumenta multiplicando-se pela constante dielétrica do material, já que o dielétrico aumenta a capacidade do capacitor de armazenar carga elétrica.

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