Como varia a capacitância de um condensador plano com armaduras retangulares se inclinarmos uma das armaduras de modo que seu centro permaneça fixo?
Passo 1
Vamos entender o que a questão está perguntando. Temos um condensador plano com armaduras retangulares. A pergunta quer saber como varia a capacitância quando inclinamos uma das armaduras, mantendo o centro fixo. Para resolver isso, vamos precisar entender a fórmula da capacitância de um condensador plano e como a geometria das armaduras afeta essa capacitância.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar a fórmula básica da capacitância para um condensador plano:
Onde:
-
é a capacitância, -
é a permissividade do vácuo, -
é a área das armaduras, -
é a distância entre as armaduras.
Passo 3
Quando uma das armaduras é inclinada mantendo o centro fixo, a distância
entre as armaduras não é mais constante por toda a área. No centro, a distância permanece
, mas nas extremidades, a distância aumenta devido à inclinação.
Passo 4
Como a distância
varia, a capacitância total
será afetada. A capacitância é inversamente proporcional à distância
, então, se a distância aumenta em alguma região, essa região contribui menos para a capacitância total.
Passo 5
Além disso, a área efetiva
que contribui para a capacitância também pode ser alterada. Com a inclinação, as bordas podem aproximar-se menos, reduzindo a área efetiva onde o campo elétrico é uniforme.
Passo 6
Portanto, ao inclinar uma das armaduras, a média da distância
entre as armaduras aumenta, e a área efetiva
que contribui para a capacitância diminui ou permanece a mesma. Como resultado, a capacitância
do condensador diminui.
Resposta
A capacitância do condensador plano diminui quando uma das armaduras é inclinada mantendo o centro fixo.