Enunciado
Física - Halliday - Vol 3- Ed: 4º - Capítulo 27.Exercícios e Problemas - Ex. 57
Uma certa substância tem uma constante dielétrica de e uma rigidez dielétrica de . Se a usarmos como material dielétrico num capacitor de placas paralelas, qual deverá ser a área mínima das placas para que a capacitância seja de e para que o capacitor seja capaz de resistir a uma diferença de potencial de ?
Passo 1
Fala galera, bora lá!
De acordo com a descoberta de Faraday, para um capacitor com um dielétrico preenchendo completamente o espaço entre as placas, a capacitância é
Onde é o valor da capacitância sem o dielétrico, é a constante dielétrica do meio, a área de uma placa e a separação das placas. O campo elétrico entre as placas é
Onde e a diferença de potencial entre as placas. Portanto,
E
Donde tiramos
Passo 2
Para que esta área seja mínima, o campo elétrico deve ser o maior possível sem que rompa o dielétrico, logo
Assim, a área mínima das placas é
Resposta
A área mínima das placas é