(e) Haverá campo magnético no interior do dielétrico enquanto o capacitor é descarregado? Discuta.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pergunta se vai ter campo magnético dentro do dielétrico enquanto o capacitor está descarregando. Para resolver isso, vamos usar conceitos de eletromagnetismo, especificamente sobre capacitores, dielétricos e campos magnéticos gerados por correntes elétricas. Precisamos entender como a corrente de descarga do capacitor cria um campo magnético no entorno, incluindo o dielétrico.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que quando um capacitor está descarregando, há uma corrente elétrica fluindo no circuito. Essa corrente pode gerar campos magnéticos ao seu redor, de acordo com a lei de Ampère.
Passo 3
A lei de Ampère, com a adição da correção de Maxwell, é dada por:
Aqui,
é o campo magnético,
é a permeabilidade do vácuo,
é a densidade de corrente,
é a permissividade do vácuo, e
é a taxa de variação do campo elétrico no tempo.
Passo 4
No caso do capacitor com dielétrico sendo descarregado, temos duas contribuições para o campo magnético: uma da corrente de deslocamento (
) e outra das correntes reais no circuito (
). O dielétrico pode influenciar essas correntes dependendo de suas propriedades, como a condutividade.
Passo 5
Se o dielétrico for um material isolante perfeito, a corrente real
dentro dele é zero. Porém, a corrente de deslocamento ainda existe devido à variação do campo elétrico durante a descarga. Portanto, mesmo sem corrente real, a variação do campo elétrico gera um campo magnético dentro do dielétrico.
Passo 6
Para determinar se há um campo magnético no dielétrico, consideramos a contribuição da corrente de deslocamento. Como
durante a descarga, a corrente de deslocamento não é nula, o que gera um campo magnético segundo a lei de Ampère-Maxwell.
Resposta
Sim, haverá um campo magnético no interior do dielétrico enquanto o capacitor está descarregado, devido à corrente de deslocamento associada à variação do campo elétrico durante a descarga.
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.