Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 24.Exercício - Ex. 46
Um capacitor com placas paralelas possui capacitância, quando o volume entre as placas é preenchido com ar. As placas são circulares e possuem raio de. O capacitor é conectado a uma bateria, e uma carga de módulo vai para cada placa. Com o capacitor ainda ligado à bateria, o dielétrico é inserido entre as placas, preenchendo completamente o espaço entre elas, Após a inserção do dielétrico, a carga em cada placa possui módulo de. a)Qual é a constante dielétrica do dielétrico? b)Qual é a diferença de potencial entre as placas antes e depois da inserção do dielétrico? c)Qual é o campo elétrico antes e depois da inserção do dielétrico?
Passo 1
letra a)
Podemos relacionar carga do capacitor antes de pôr o dielétrico com a carga do capacitor quando já tem o dielétrico.
Passo 2
letra b)
Como o capacitor continua conectado a bateria após a inserção do dielétrico, a diferença de potencial entre as placas é a mesma.
Para encontrarmos a diferença de potencial, vamos usar a relação:
Passo 3
letra c)
O campo elétrico pode ser achado em termos do potencial e da distância entre as placas.
Como o potencial não muda quando o dielétrico é inserido, o campo elétrico também não irá mudar.
Para encontrarmos o campo elétrico , precisamos primeiro encontrar a distância entre as placas .
Passo 4
Pela fórmula da capacitância de um capacitor de placas paralelos, temos que:
Então a distância será:
Passo 5
O campo elétrico então será:
Resposta
letra a)
letra b)
letra c)