Determine a tensão máxima que pode ser aplicada aos terminais de um capacitor de placas paralelas de 0,006 μ F . A área de cada placa é 0,02   m 2 e o dielétrico é a mica. Considere que existe uma relação linear entre a rigidez dielétrica e a espessura do dielétrico.

Passo 1

Olá pessoal! Vamos exercitar uma pouco mais o cérebro 🧠🦾.

Como primeiro passo, vamos anotar as informações do problema:

C =   0,006 μ F   → 0,006   x   10 - 6   F

A =   0,02   m 2

Dielétrico de mica, que possui uma rigidez dielétrica, correspondente a 5000     V m i l s (valor tabelado).

Passo 2

Antes de calcular a tensão máxima, como no problema anterior, precisamos determinar a espessura do dielétrico. Para isso vamos usar a equação da capacitância descrita abaixo:

C =   8,85   x   10 - 12 ∙ ϵ r ∙ A d

O valor de ϵ r para a mica é igual a 5 (essa informação está descrita na seção correspondente do capítulo). Como temos a capacitância, podemos reorganizar a equação abaixo e isolar o d:

d =   8,85   x   10 - 12 ∙ ϵ r ∙ A C

Adicionando as informações que possuímos, a espessura será expressa por:

d =   8,85   x   10 - 12 ∙ 5 ∙ 0,02 0,006   x   10 - 6  

d = 147,5   x   10 - 6   m  

Passo 3

Antes de partirmos para a conta final, vamos prestar mais um pouco de atenção aqui. Como a rigidez dielétrica está escrita em função de [mils], vamos transformar a unidade do d, de [m] em [mils]:

d = 5,81   m i l s  

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Passo 4

Agora sim! Vamos calcular a tensão máxima, pois temos toda a informação que precisamos nas unidades correspondentes:

V m a x =   5,81   ∙   5000 =   29 .   050   V

Resposta

Sendo assim, a tensão máxima é de:

V m a x =   29 ,   050   k V