Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Física - Tipler - Vol 2- Ed: 6º - Capítulo 24.1 - Ex. 42

Projete um capacitor de placas paralelas de 0,100   µ F que tem ar entre suas placas e que pode ser carregado com uma diferença de potencial máxima de 1000   V antes que ocorra a ruptura dielétrica.

(a) Qual é a mínima separação possível entre as placas?

(b) Qual é o valor mínimo que deve ter a área de cada placa do capacitor?

Passo 1

Cara... Imagina um capacitor de placas paralelas de área desconhecida...

Bem, que esse capacitor tem uma capacitância de C =   0,14   μ F e queremos o projetar de modo que a tensão máxima de ruptura seja V = 1000 , podemos descobrir tudo que quisermos nesse problema! Preparado?

Passo 2

L e t r a   A :

POW! A tensão de ruptura se associa com o máximo campo elétrico permitido no ar antes da ruptura por E r de modo que...

V = E r d   →

Então...

d = V E r

Entretanto, o valor máximo E r da ruptura dielétrica do ar é tabelado e vale 30   k V / c m ...

d = 1000 V 30   k V / c m

Sendo 1000 V = 1 k V ...

d = 1 30   c m   →

d = 0,033   c m →

Então as separações das placas são...

d = 0,33   m m

Passo 3

L e t r a   B :

POW... A capacitância de um capacitor está relacionada com a área e a separação entre as placas dele por...

C = ε 0 A d   →

Então...

A = d C ε 0

Então, a área mínima desse capacitor deve ser de...

A = 0,33 ⋅ 10 - 3 ⋅ 0,100 ⋅ 10 - 6 8,85 ⋅ 10 - 12   →

A = 0,33 ⋅ 0,100 8,85 ⋅ 10 3   →

A = 0,0037 ⋅ 10 3   →

A = 3 , 7   m 2

Resposta

Letra A:

d = 0,33   m m

Letra B:

A = 3,7   m 2

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

A tensão em um capacitor de placas paralelas cuja separação entre as placas é 0,500m m é 1,20k V . O capacitor é desconectado da fonte de tensão e a separação entre as placas é aumentada até que a ene
As placas de um capacitor de placas paralelas estão separadas por uma distância d e cada placa tem área A . O capacitor é carregado a uma diferença de potencial V e, então, é desconectado da fonte de
Um capacitor é construído com duas cascas cilíndricas condutoras, finas e coaxiais, de raios a e b ( ba ) que têm comprimento L ≫ b . Uma carga + q está no cilindro interno e uma carga - Q está no cil
As placas de um capacitor de placas paralelas são separadas por uma distância d 0 e cada placa tem área A . Uma lâmina metálica d e área A é inserida entre as placas de maneira tal que a lâmina é para
Um capacitor esférico consiste em uma esfera condutora sólida de raio a e carga + Q , e uma casca esférica condutora e concêntrica que tem um raio interno b e uma carga - Q . O espaço entre as duas é