Determine a distância em micrometros entre as placas de um capacitor de mica de placas paralelas se a tensão máxima que pode ser aplicada no capacitor é 1.200 V. Presuma uma relação linear entre a força de ruptura e a espessura do dielétrico.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado pede pra gente descobrir a espessura (distância entre as placas) de um capacitor de mica de placas paralelas, sabendo que a tensão máxima que ele aguenta antes de “quebrar” é de 1.200 V. A matéria é eletrostática, mais precisamente a parte de dureza elétrica (força de ruptura) de dielétricos. Para resolver, precisamos usar a relação linear entre a tensão de ruptura e a espessura do dielétrico, ou seja, conhecer a “força de ruptura” (campo elétrico máximo) da mica.

Passo 2

Teoria básica: todo dielétrico tem um campo elétrico máximo V = Eruptura ,times, d que ele aguenta sem entrar em descarga elétrica. Se você aplicar uma tensão num dielétrico de espessura , vale a relação
Aqui a mica tem uma força de ruptura típica de (ou 118 MV/m). Isso significa que, para cada metro de mica, ele “quebra” aos volts; para cada micrômetro ( ), ele “quebra” aos volts.

Passo 3

A gente quer d = VEruptura , então isola na fórmula:
d = 12001,18times10^8 m = 1,0169times10^-5 m
Substituindo 1,0169times10^-5,m = 10,169 mum e :
Pra converter em micrômetros:

Resposta

A distância entre as placas deve ser aproximadamente .

Exercícios relacionados