Considere um capacitor de placas paralelas com 100mm de comprimento por 30 milímetros de largura, e uma separação entre as placas de 5 mm , com um material que tem uma constante dielétrica de 4,0 posicionado entre as placas.
Calcule o campo elétrico (
) que deve ser aplicado para que 9,0
seja armazenado em cada placa.
Calcule o campo elétrico (
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de eletrostática juntos! Temos um capacitor de placas paralelas com dimensões específicas e um material dielétrico entre as placas. Precisamos descobrir o campo elétrico (
) necessário para armazenar uma carga de
em cada placa. Para isso, vamos precisar entender de capacitância, campo elétrico em capacitores e como a constante dielétrica influencia tudo isso.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a área das placas do capacitor. As placas têm 100 mm de comprimento e 30 mm de largura. Precisamos converter essas medidas para metros para facilitar os cálculos.
Passo 3
Agora, vamos determinar a densidade de carga (
), que é a carga por unidade de área nas placas.
Passo 4
Sabemos que o campo elétrico (
) entre as placas de um capacitor com dielétrico é dado por:
Onde:
-
é a constante dielétrica (4,0) -
é a permitividade do vácuo ( )
Substituindo os valores:
Resposta
O campo elétrico que deve ser aplicado é aproximadamente
.