Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 24.Exercício - Ex. 8
Um capacitor de 5,0 pF, com placas paralelas e circulares, está preenchido com ar e será usado em um circuito que será submetido a potências de até. O campo elétrico entre as placas não deve ser maior que N/C. Como engenheiro elétrico do projeto, a sua tarefa é (a) projetar o capacitor para determinar quais devem ser as suas dimensões físicas e a distância; (b) determinar a carga máxima a ser suportada por essas placas.
Passo 1
letra a)
A capacitância pode ser obtida a partir da relação:
Além disso, podemos relacionar o campo elétrico com a diferença de potencial:
Passo 2
Como sendo pela expressão do campo elétrico.
Podemos isolar a distância de separação entre as placas:
Passo 3
Usando agora a expressão da capacitância para isolar a área, temos:
Mas não acabamos!!!!
Ele pede as dimensões físicas. Queremos então o raio das placas.
Passo 4
letra b)
Agora precisamos calcular a carga máxima.
Resposta
letra a) ,
letra b)