A área das placas de um capacitor de placas paralelas é 0,2 m^2 e a distância entre as placas é de 0,1mm. O dielétrico do capacitor é o ar. Se a carga da placa positiva é 4 cdot 10^-6 C, a diferença de potencial entre as placas é, aproximadamente,
c) 2 cdot 10^2 V

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que temos um capacitor de placas paralelas com área
C = varepsilon0,Ad e separação
Q = C,De. O dielétrico é o ar (logo, usamos ). A carga numa placa é
.
Queremos encontrar a diferença de potencial entre as placas.
Conteúdo: eletrostática básica de capacitores.
O que vamos precisar:
  • Fórmula da capacitância de um capacitor de placas paralelas:
  • Relação entre carga, capacitância e tensão:

Passo 2

Explicando a teoria por trás:
  1. Capacitor é um dispositivo que armazena carga.
  2. A capacitância C = varepsilon0,Ad mede a “capacidade” de armazenar carga por unidade de tensão.
  3. No caso de placas paralelas no vácuo ou ar, (permissividade do vácuo) vale
    .
  4. A fórmula vem de integrar o campo elétrico uniforme entre as placas.

Passo 3

Vamos calcular C = varepsilon0,Ad = (8,85times10^-12,F/m);(0,2, m^2)1times10^-4, m :
C = 1,77times10^-12,F1times10^-4 = 1,77times10^-8, F
Fazendo a conta:

Passo 4

Agora relacionamos carga e tensão:
Q = C,De
Substituindo De e :

Resposta

A diferença de potencial entre as placas é aproximadamente
boxed2times10^2; V

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