Um capacitor de placas planas, com ar entre elas, possui capacitância de
. As placas estão submetidas a uma diferença de potencial fixa de 12 V . Num dado instante, é introduzido um material dielétrico entre as placas, com constante dielétrica 3,1. Calcule:
a) a quantidade de carga adicional que flui para as placas
b) o que acontece com o campo elétrico entre as placas após a inserção do dielétrico?
a) a quantidade de carga adicional que flui para as placas
b) o que acontece com o campo elétrico entre as placas após a inserção do dielétrico?
Passo 1
O enunciado dá um capacitor de placas paralelas com ar entre elas, capacitância inicial
, ligado a uma fonte que mantém a diferença de potencial
fixa. Insere-se então um dielétrico de constante
. Precisamos usar a relação
para achar a carga antes e depois e ver como fica o campo elétrico.
Passo 2
Calculemos a nova capacitância após a inserção do dielétrico:
Passo 3
A carga inicial no capacitor era
e a carga com o dielétrico passa a ser
Passo 4
A quantidade de carga adicional que flui para as placas é
Passo 5
Como a fonte mantém
constante, o campo elétrico entre as placas fica
onde
é a separação das placas. Logo,
não muda com a inserção do dielétrico.
Resposta
a) A carga adicional é
b) O campo elétrico entre as placas permanece o mesmo.
b) O campo elétrico entre as placas permanece o mesmo.