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
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
, então isola na fórmula:
Substituindo
e
:
Pra converter em micrômetros:
Resposta
A distância entre as placas deve ser aproximadamente
.