23 . Um capacitor com placas paralelas de 5,80   μ F , imerso no ar e com uma distância entre as placas igual a 5,00   m m , é submetido a uma diferença de potencial de 400   V . Calcule a densidade de energia na região entre as placas, em unidades de   J / m 3

Passo 1

Aprendemos na seção 24.3 que a densidade de energia é dada por:

u = 1 2 ε 0 E ²

Sabemos que V = E d , então usando as informações dadas no enunciado com essas equações que aprendemos no nosso livro de estudo podemos resolver esse exercício.

Vem comigo!

Passo 2

O enunciado nos dar a diferença de potencial e a distância entre as placas e com isso podemos usar calcular E através de:

E = V d = 400   V 5,0 ⋅ 10 - 3   m = 8,0 ⋅ 10 4   V / m

Passo 3

Agora que temos E podemos encontrar o resultado do exercício já que o valor de ε 0 é tabelado, ou seja:

u = 1 2 ( 8,854 ⋅ 10 - 12   C 2 / N ⋅ m ² ) ( 8,0 ⋅ 10 4   V / m ) ² = 0,0283   J / m 3

E esse é o nosso resultado!

Resposta

u = 0,0283   J / m 3

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