Enunciado
Física - Tipler - Vol 2- Ed: 6º - Capítulo 24.1 - Ex. 80
Um capacitor de placas paralelas não tem nenhum dielétrico no espaço entre as placas, tem capacitância e a separação entre as placas é . Duas lâminas dielétricas que têm constantes dielétricas e , respectivamente, são, então, inseridas entre as placas, como mostra a Figura 24-47. Cada lâmina tem uma espessura e tem área , a mesma área de cada placa do capacitor. Quando a carga na placa carregada positivamente é , determine (a) o campo elétrico em cada dielétrico e (b) a diferença de potencial entre as placas. (c) Mostre que a capacitância do sistema depois que as lâminas são inseridas é dada por . (d) Mostre que é a capacitância equivalente de uma combinação em série de dois capacitores, cada um com placa de área e espaçamento entre as placas igual a . O espaço entre as placas de um é preenchido com um material que tem uma constante dielétrica igual a e o espaço entre as placas do outro é preenchido com um material que tem uma constante dielétrica igual a .
Passo 1
Fala galera, beleza? Esse problema trata sobre dielétrico. Sabemos que, quando inserimos um dielétrico no interior de um capacitor, a capacitância fica multiplicada por , ao passo que o campo elétrico fica dividido por .
Passo 2
- O campo elétrico antes da inserção dos dielétricos era:
- A diferença de potencial pode ser calculada por:
- Pela própria definição de capacitância, temos que
- Veja que
Assim, o campo elétrico no interior de cada dielétrico será:
- O primeiro capacitor terá capacitância
Logo, como estão em série:
que é o que queríamos provar.
Bem, é isso, galera.
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)