A diferença de potencial entre as placas de um capacitor de placas paralelas de 40 mu F carregado é de 40 V .
a) Qual a carga acumulada no capacitor?
b) Qual a energia armazenada no capacitor?
c) Considerando que a distância entre as placas é de 2 mm , qual seria a nova capacitância se essa distância for aumentada para 4 mm ?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre capacitores de placas paralelas! A gente tem um capacitor com capacitância de 40,muF e uma diferença de potencial de 40 V. Precisamos descobrir três coisas: a carga acumulada no capacitor, a energia armazenada nele e como a capacitância muda se a distância entre as placas aumentar de 2 mm para 4 mm. Para isso, vamos usar algumas fórmulas básicas de eletricidade e capacitância.

Passo 2

Primeiro, vamos encontrar a carga acumulada no capacitor. A fórmula que relaciona carga ( Q), capacitância ( C) e diferença de potencial ( V) é:
Q = C times V
Aqui, C = 40,muF = 40 times 10^-6,F e V = 40,V. Basta multiplicar esses valores para achar Q.

Passo 3

Agora, vamos calcular a energia armazenada no capacitor. A energia ( U) armazenada em um capacitor é dada por:
U = 12 C V^2
Usando a mesma capacitância e diferença de potencial, substituímos na fórmula para encontrar a energia.

Passo 4

Por fim, vamos ver como a capacitância muda se a distância entre as placas aumenta de 2 mm para 4 mm. A capacitância de um capacitor de placas paralelas é dada por:
C = varepsilon0 times Ad
Onde varepsilon0 é a permissividade do vácuo, A é a área das placas e d é a distância entre elas. Se a distância dobra, a nova capacitância ( C') será inversamente proporcional à nova distância ( d' = 4,mm).

Resposta

a) A carga acumulada no capacitor é de 1,6,mC.
b) A energia armazenada no capacitor é de 3,2,J.
c) Com a distância aumentada para 4 mm, a nova capacitância será de 20,muF.

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