A diferença de potencial entre as placas de um capacitor de placas paralelas de
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 ?
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
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 (
), capacitância (
) e diferença de potencial (
) é:
Aqui,
e
. Basta multiplicar esses valores para achar
.
Passo 3
Agora, vamos calcular a energia armazenada no capacitor. A energia (
) armazenada em um capacitor é dada por:
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:
Onde
é a permissividade do vácuo,
é a área das placas e
é a distância entre elas. Se a distância dobra, a nova capacitância (
) será inversamente proporcional à nova distância (
).
Resposta
a) A carga acumulada no capacitor é de
.
b) A energia armazenada no capacitor é de
.
c) Com a distância aumentada para 4 mm, a nova capacitância será de
.