Design a capacitor whose capacitance can be varied manually between 100 pF and 1 nF by rotating a knob. Include appropriately labeled diagrams to explain

Passo 1

Faaala galera! Bora pra mais uma questão, mas, agora vamos pra uma um pouco diferente das que costumamos fazer. Aqui o enunciado nos pede para projetar um capacitor, cuja a capacitância pode ser variada manualmente entre 100pF e 1 nF.

Dentre os vários tipos de capacitores, aqui vamos escolher o que usa o ar como dielétrico e com uma sequência de 10 placas (com 100 pF de capacitância cada uma) em paralelo no seu interior. A placas serão dispostas como semicírculos e poderão ser adicionadas uma a uma (em sobreposição) caso queira aumentar a capacitância. Para podermos variar a capacitância, teremos que ter metade do capacitor fixo e metade móvel. Os semicírculos móveis poderão ser rotacionados, fazendo um movimento de fechamento de círculo completo, adicionando capacitância a cada 18 o de movimento. O ponto em que sua capacitância terá 100pF será nos 18 o e o seu máximo ( 1000pF = 1nF) será nos 180 o (quando as placas formarem um círculo completo com as partes fixas.

O espaço entre cada placa será dado por:

Assumindo que cada semicírculo tem uma área de 1m²:

d = ε A C = ( 8.854 × 10 - 14 ) × ( 1 c m 2 ) 100 × 10 - 12 = 0.8854   m m

E essas serão as especificações do nosso capacitor galera!!

Resposta

d = 0.8854   m m