Dado um capacitor de 7,4 p F cujo dielétrico é o ar, você recebe a missão de convertê-lo em um capacitor capaz de armazenar até 7,4 μ J com uma diferença de potencial máxima de 652 V . Que dielétrico da Tabela 25.1 você usaria para preencher o espaço entre a placas se não fosse permitida uma margem de erro?

Passo 1

Aqui temos uma questão que temos um capacitor e temos que por outro que se ajuste perfeitamente ao caso, para isto temos que calcular um novo κ para isto vamos usar a capacitancia nova e a energia armazenada.

A capacitância é dada por:

C = C 0 k

e a energia é

U = C V 2 2 = k C 0 V 2 2

A brincadeira aqui vai ser usar as duas equações, dela isolaremos o k e veremos na tabela qual material se ajusta melhor, beleza?

Passo 2

Vamos então a tal brincadeira de isolar k :

U = k C 0 V 2 2

2 U C 0 V 2 = k

Agora só usar os dados e encontrar o bendito!

A energia é:

U = 7,4 × 10 - 6 J

A capacitância:

C 0 = 7,4 × 10 - 12 F

E a voltagem:

V = 652 V

Com isso temos:

k = 2 U C 0 V 2 = 2 × 7,4 × 10 - 6 7,4 × 10 - 12 652 2 = 4,7

Comparando com a Tabela 25-1, você deveria usar pirex.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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