Um capacitor com placas paralelas possui placas com área de 0,0225   m 2 , separadas por 1   m m de teflon. a)Calcule a carga nas placas, quando são carregadas a uma diferença de potencial de 12   V b)Use a lei de Gauss para calcular o campo elétrico no interior do teflon. c)Use a lei de Gauss para calcular o campo elétrico, supondo que a fonte de voltagem seja desconectada e o teflon seja removido.

Passo 1

letra a)

A carga entre a placas antes da inserção do teflon é dada pela relação:

Q = V C

Como o capacitor tem placas paralelas, a expressão da capacitância é C = K ϵ o A d . Então a carga será:

Q = V K ϵ o A d

Q = 12 2,1 8,86 ⋅ 10 - 12 0,0225 1 ⋅ 10 - 3

Q = 5,02 ⋅ 10 - 9   C

Passo 2

letra b)

A lei de Gauss quando há um dielétrico inserido é dada pela relação:

K E A = Q l i v r e ϵ o

Então o campo será:

E = Q l i v r e K A ϵ o

E = 5,02 ⋅ 10 2,1 0,0225 8,86 ⋅ 10 - 12

E = 1,2 ⋅ 10 4   N / C

Passo 3

letra c)

Se a fonte for removida e o teflon também, a lei de Gauss passará a ser:

E A = Q l i v r e ϵ o

Então o campo será:

E = Q l i v r e A ϵ o

E = 5,02 ⋅ 10 0,0225 8,86 ⋅ 10 - 12

E = 2,52 ⋅ 10 4   N / C

Resposta

letra a) Q o = 5,02 ⋅ 10 - 9   C

letra b) E = 1,2 ⋅ 10 4   N / C

letra c) E = 2,52 ⋅ 10 4   N / C

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