Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 24.Exercício - Ex. 44
A diferença de potencial constante igual a é mantida entre os terminais de um capacitor com placas paralelas no ar, cuja capacitância é de a)Uma camada de miliar é inserida entre as placas do capacitor, preenchendo completamente o espaço entre as placas. Quando isso é feito, qual é a quantidade adicional de carga que flui para a placa positiva do capacitor? b)Qual é a carga total induzida em cada face da camada do miliar? c)Qual é o efeito produzido pela camada de miliar sobre o campo elétrico entre as placas? Explique como conciliar esse resultado ao acúmulo adicional de cargas nas placas do capacitor, que contribui para aumentar o campo elétrico.
Passo 1
letra a)
A quantidade de carga adicional será dada pela diferença entre a carga final com o dielétrico e a carga inicial sem o dielétrico.
Lembrando que as cargas estão relacionadas a partir da expressão:
Podemos relacionar a carga com a capacitância e o potencial.
A constante do dielétrico para a miliar vale . Então a carga adicional será:
Passo 2
letra b)
Como a densidade de carga superficial induzida na superfície do dielétrico é:
A carga total induzida será:
Lembrando que e que
Passo 3
letra c)
A adição do miliar não afeta o campo elétrico, uma vez que a carga induzida cancela a carga adicional atraídas para as placas.
Resposta
letra a)
letra b)
letra c)Nenhum