[3] Podemos fazer um capacitor prensando uma folha de papel, com
de espessura entre as folhas do metal estanho. O papel tem uma constante dielétrica
e conduzirá eletricidade se estiver em um campo elétrico de módulo
, isto é, a rigidez dielétrica do papel é exatamente
.
a) Determine uma expressão literal, para a área
das placas do capacitor de papel e estanho para que esse possua capacitância
.
b) Determine o valor numérico da área do capacitor a partir da expressão obtida no item a).
c) Calcule o valor numérico do potencial máximo que pode ser aplicado, para que o campo elétrico no capacitor não exceda a metade da rigidez dielétrica.
a) Determine uma expressão literal, para a área
b) Determine o valor numérico da área do capacitor a partir da expressão obtida no item a).
c) Calcule o valor numérico do potencial máximo que pode ser aplicado, para que o campo elétrico no capacitor não exceda a metade da rigidez dielétrica.
Passo 1
O enunciado descreve um capacitor de placas paralelas preenchido com papel de espessura
e constante dielétrica
. A capacitância desejada é
e a rigidez dielétrica do papel é
. Vamos usar a fórmula do capacitor de placas paralelas
e a relação entre campo e potencial
Passo 2
Isolando a área
na fórmula da capacitância, obtemos
Passo 3
Substituímos
,
e
em
Passo 4
Calculando numericamente,
Passo 5
Para não exceder metade da rigidez dielétrica, usamos
e
Resposta
a)
.
b) .
c) .
b)
c)