Faça um esboço das linhas de força elétrica e das superfícies equipotenciais dos objetos carregados a seguir: Um capacitor de placas paralelas carregado (sem o efeito de bordas).
Passo 1
Beleza, a gente vai resolver um exercício sobre desenhar as linhas de força elétrica e as superfícies equipotenciais de um capacitor de placas paralelas carregado, sem considerar os efeitos de borda. O conteúdo que vamos usar aqui é de eletrostática, especificamente sobre como os campos elétricos e as superfícies de potencial se comportam em capacitores simples. Vamos precisar entender como as linhas de campo e as superfícies equipotenciais funcionam nesse cenário.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é um capacitor de placas paralelas. Ele consiste em duas placas retangulares, planas e paralelas, que possuem cargas iguais e opostas. Uma placa tem carga positiva (+) e a outra tem carga negativa (−). Essas placas criam um campo elétrico uniforme entre elas.
Passo 3
As linhas de força elétrica representam a direção e a intensidade do campo elétrico. Para um capacitor de placas paralelas, as linhas de força saem da placa positiva e entram na placa negativa, formando linhas paralelas e igualmente espaçadas. Isso acontece porque o campo é uniforme entre as placas, sem variações de intensidade.
Passo 4
Agora, sobre as superfícies equipotenciais. Essas superfícies são lugares onde o potencial elétrico é constante. No caso do capacitor de placas paralelas, as superfícies equipotenciais são também paralelas às placas e perpendiculares às linhas de força. Isso significa que elas são planas e espaçadas igualmente, correspondendo aos níveis de potencial entre as placas.
Passo 5
Então, para esboçar:
- Desenhe duas placas paralelas, uma positiva (+) e outra negativa (−).
- Entre as placas, desenhe linhas de força paralelas e igualmente espaçadas, indo da positiva para a negativa.
- Acrescente superfícies equipotenciais também paralelas às placas e igualmente espaçadas, cruzando as linhas de força em ângulos retos.
Resposta
As linhas de força elétrica são paralelas e uniformes, indo da placa positiva para a negativa, e as superfícies equipotenciais são placas paralelas igualmente espaçadas, perpendicularmente alinhadas às linhas de força no interior do capacitor de placas paralelas carregado, considerando que não há efeito de bordas.