Um capacitor de placas paralelas é conectado a uma bateria. Se a distância entre as placas é diminuída, as magnitudes das seguintes quantidades aumentam, diminuem ou permanecem as mesmas: (i) a diferença de potencial entre a placa negativa e a placa positiva, (ii) o campo elétrico entre as placas, e (iii) a carga nas placas?
Passo 1
O enunciado descreve um capacitor de placas paralelas ligado a uma bateria, e pergunta o que ocorre com (i) a diferença de potencial entre as placas, (ii) o campo elétrico entre elas e (iii) a carga em cada placa quando a distância
entre as placas é reduzida. O conteúdo envolvido é a relação entre tensão, campo elétrico e capacitância em capacitores de placas paralelas, usando as fórmulas
constante,
,
e
.
Passo 2
Como o capacitor está conectado a uma bateria, a fonte mantém fixa a diferença de potencial entre as placas. Logo,
Passo 3
O campo elétrico entre as placas de um capacitor paralelo vale
Como
permanece constante e a distância
diminui, o quociente
cresce, portanto
aumenta.
Passo 4
A capacitância de placas paralelas é
onde
e
são constantes do sistema. Reduzindo
,
aumenta. Então, a carga em cada placa é
com
constante. Logo
também aumenta.
Resposta
(i) Permanece a mesma.
(ii) Aumenta.
(iii) Aumenta.
(ii) Aumenta.
(iii) Aumenta.