Dois planos grandes, paralelos e não condutores, carregam densidades de carga iguais e opostas de magnitude
. Os planos têm área
e são separados por uma distância
.
(a) Encontre a diferença de potencial entre os planos.
(b) Uma placa condutora com espessura
e área
, a mesma área dos planos, está inserida entre os dois planos originais. A placa não possui carga líquida. Encontre a diferença de potencial entre os dois planos originais e esboce as linhas do campo elétrico na região entre os dois planos originais.
(a) Encontre a diferença de potencial entre os planos.
(b) Uma placa condutora com espessura
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem dois planos grandes, paralelos e que não conduzem eletricidade. Eles têm cargas de mesma magnitude, mas de sinais opostos, com densidade de carga
. Cada plano tem uma área
e eles estão separados por uma distância
. O que precisamos fazer aqui é calcular a diferença de potencial elétrico entre esses dois planos e, na parte (b), ver o que acontece quando inserimos uma placa condutora entre eles.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é diferença de potencial. A diferença de potencial entre dois pontos é basicamente a energia necessária para mover uma carga de um ponto a outro contra o campo elétrico. Para calcular isso, precisamos saber qual é o campo elétrico entre os dois planos.
Passo 3
Como os planos são grandes e paralelos, podemos tratar o campo elétrico entre eles como uniforme. A densidade de carga
em cada plano gera um campo elétrico. A equação que relaciona a densidade de carga com o campo elétrico é:
onde
é a permissividade do vácuo.
Passo 4
No caso de dois planos com cargas opostas, os campos elétricos se somam entre eles. Então, o campo total entre os planos é:
Passo 5
Agora, para encontrar a diferença de potencial
entre os planos, usamos a relação entre campo elétrico e potencial:
Substituindo o valor de
:
Passo 6
Então, a diferença de potencial entre os dois planos é:
Resposta
A diferença de potencial entre os dois planos é
.
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no eixo de uma anel carregado de raio
e carregado uniformemente, tem seus valores máximo e mínimo em
.
Utilizando a lei de Ampère (e escolhendo curvas amperianas apropriadas) defina as expressões para os campos magnéticos para:
a) Um fio longo retilíneo
a) Um fio longo retilíneo
Um dessuperaquecedor recebe uma corrente de
de amònia a
e
, que é
misturada com outra corrente de amônia a e título de
. O processo ocorre adiabaticamente. Determine a vazāo necessária da segunda corrente para que, na descarga, a amônia esteja no estado de vapor saturado a
.
misturada com outra corrente de amônia a
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