Exercícios Resolvidos de Dielétricos

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Enunciado

Um capacitor de placas paralelas é carregado com uma carga Q 0 por uma bateria de ddp V 0 . Mantendo-se a bateria ligada, uma lâmina de material plástico de constante dielétrica k é inserida entre as placas do capacitor, sem alterar as demais propriedades do sistema. A nova carga nas placas Q e o novo campo elétrico E entre elas são, respectivamente:

  1. Q = k Q 0 e E = E 0 / k ;
  2. Q = k Q 0 e E = k E 0 ;
  3. Q = Q 0 e E = E 0 / k ;
  4. Q = Q 0 e E = E 0 ;
  5. Q = k Q 0 e E = E 0 ;

Passo 1

Aqui, precisamos nos lembrar que a carga em um capacitor é dada por

Q 0 = C 0 V 0   .

Quando o capacitor é preenchido com o dielétrico, a gente sabe que a nova capacitância aumenta e tem um novo valor dado por C = k C 0 > C 0 , uma vez que k > 1 . Como a ddp no caso deste problema é mantida constante por uma bateria externa, então a nova carga Q do capacitor será:

Q = C V 0 = k ( C 0 V 0 ) ⇒ Q = k Q 0   .  

Como a diferença de potencial V 0 é a mesma sem e com o dielétrico, então o campo elétrico E 0 também tem o mesmo valor sem e com o dielétrico, já que os dois estão relacionados através da equação:

V 0 = E 0 d   ,

em que d é a distância entre as placas paralelas do capacitor.

Resposta

Letra e.

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