Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 25.5 - Ex. 30
Um capacitor de placas paralelas cujo dielétrico é o ar é carregado com uma diferença de potencial de . A área das placas é e a distância entre as placas é . Determine
(a) a capacitância;
(b) o valor absoluto da carga em uma das placas;
(c) a energia armazenada;
(d) o campo elétrico na região entre as placas e
(e) a densidade de energia na região entre as placas .
Passo 1
Fala aí! tudo certinho? 😬
Nesse problema temos um capacitor de placas paralelas cujo dielétrico é o ar é carregado com uma diferença de potencial de . A área das placas é e a distância entre as placas é . A partir daí queremos calcular (a) a capacitância; (b) o valor absoluto da carga em uma das placas; (c) a energia armazenada; (d) o campo elétrico na região entre as placas e (e) a densidade de energia na região entre as placas.
Muita coisa, né? 👀
Para calcular a capacitância desse capacitor, usamos a equação
Para obter a carga nesse capacitor, usamos
A energia armazenada usamos
Para o campo elétrico...
E por ultimo, para a densidade de energia
Agora é só substituir! Bora lá! 😉
Passo 2
Letra (a)
A fórmula da capacitância é dada por:
Substituindo os valores, temos
Letra (b)
A gente tira por essa formuleta:
Usando a capacitância que acabamos de calcular...
Tranquilo até aqui? 😉
Passo 3
Letra (c)
Mais fórmula 😊:
Calculando a energia no capacitor...
Letra (d)
O campo é esse:
Aplicando a energia que acabamos de calcular...
Estamos quase lá! 😬
Passo 4
Letra (e)
A densidade de energia a gente pega a energia e divide pelo volume do capacitor:
Se o volume é
Então
Substituindo os valores...
E aí! entendeu tudo? Responde Aí! 😁
Resposta
Letra (a):
Letra (b):
Letra (c):
Letra (d):
Letra (e):