23 Um capacitor de placas paralelas a ar é formado por duas placas quadradas, cada uma com lado de 25 cm , separadas por
. O capacitor é conectado a uma bateria de 50 V e totalmente carregado. Em seguida, é desconectado da bateria e suas placas são afastadas para uma separação de
.
(a) Qual é a capacitância deste novo capacitor?
(b) Qual é a carga em cada placa?
(c) Qual é o campo elétrico entre as placas?
(a) Qual é a capacitância deste novo capacitor?
(b) Qual é a carga em cada placa?
(c) Qual é o campo elétrico entre as placas?
Passo 1
O enunciado descreve um capacitor de placas paralelas de ar, com placas quadradas de lado
e separação inicial
. Ele é conectado a uma bateria de
, carregado e, em seguida, desconectado, de modo que a carga
permanece constante. Depois, as placas são afastadas para
. Vamos usar a fórmula da capacitância de um capacitor de placas paralelas
o fato de que
fica fixo após a desconexão, e que o campo elétrico entre as placas é
Passo 2
Calcular a nova capacitância
. A área de cada placa é
e a constante do vácuo vale
. Assim,
Passo 3
Calcular a carga
mantida nas placas. A capacitância inicial é
de modo que
Passo 4
Calcular o campo elétrico entre as placas após o afastamento. Como
e
são os mesmos, vale
Resposta
(a)
(b)
(c)
(b)
(c)