Dois condutores metálicos estão carregados de modo que há uma d.d.p. de 12 kV entre eles. Se a rigidez dielétrica do ar é de
, qual a distância máxima entre os condutores para haver faíscas entre eles?
Passo 1
Vamos lá! Você tem dois condutores metálicos com uma diferença de potencial (d.d.p.) de 12 kV entre eles. A questão está relacionada à rigidez dielétrica do ar, que é a capacidade do ar de resistir à passagem de corrente elétrica sem se tornar condutor, evitando assim as faíscas. Queremos descobrir qual é a distância máxima entre os condutores para que as faíscas ocorram, dado que a rigidez dielétrica do ar é de
.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender a relação entre a diferença de potencial (V), a rigidez dielétrica (E), e a distância (d). A rigidez dielétrica é definida como a tensão máxima que um meio isolante (neste caso, o ar) pode suportar antes de se tornar condutor.
A fórmula que relaciona esses valores é:
Onde:
-
é a rigidez dielétrica ( ), -
é a diferença de potencial (12 kV ou 12.000 V), -
é a distância entre os condutores que queremos encontrar.
Passo 3
Vamos reorganizar a fórmula para resolver a distância
:
Agora, basta substituir os valores conhecidos:
Passo 4
Fazendo a conta:
Convertendo para centímetros:
Resposta
A distância máxima entre os condutores para haver faíscas é de 0,4 centímetros.
Exercícios relacionados
Qual a capacitância de um cabo coaxial cujo fio interno é um cilindro de raio
, a casca externa tem raio
(e espessura desprezível) e o comprimento é de
. Aproxime que os campos elétricos dentro do cabo são calculados como se ele fosse infinito.
Três esferas condutoras estão próximas uma da outra. A primeira tem carga inicial
e raio
, a segunda carga
e raio
e a terceira carga
e raio
. Se todas as esferas forem ligadas por fios condutores, qual será a carga final em cada uma?
Um fio elétrico condutor de uma instalação tem uma seção transversal de
e densidade de carga de elétrons livres de
cuja velocidade média de movimento (velocidade de deriva) é de
. Qual a corrente elétrica no fio? Sabendo que o comprimento do fio é de 10 m e a resistividade elétrica do material que o compõe é de
, qual a intensidade do campo elétrico no fio e a d.d.p. entre os seus extremos?
Um vendedor alega que os óculos de sol que ele deseja lhe vender possuem lentes com filtro polaróide; porém, você suspeita que as lentes são apenas de plástico escuro. Como tirar a dúvida?