A distância entre as placas de um capacitor com placas paralelas é igual a 5 mm e a área da placa é de 2 m^2. Uma diferença de potencial de 1000 V é mantida através do capacitor. Calcule a) a capacitância; b) a carga de cada placa e c) o módulo do campo elétrico no espaço entre as placas.

Passo 1

O enunciado trata de um capacitor de placas paralelas com distância entre placas d=5,0 mm e área de cada placa A=2,0 m^2, submetido a uma diferença de potencial V=1000 V. O conteúdo aqui é capacitância de um capacitor de placas paralelas e as fórmulas envolvidas são
C = varepsilon0 Ad, Q = C,V, E = Vd

Passo 2

Calcular a capacitância C. Primeiro convertemos d para o SI:
d = 5,0 mm = 5,0times10^-3 m
Usamos varepsilon0 = 8,854times10^-12 F/m e
C = varepsilon0,Ad
Substituindo,
C = 8,854times10^-12,2,05,0times10^-3 = 8,854times10^-12times4,0times10^2 =3,5416times10^-9 F
Arredondando, Capprox3,54times10^-9 F ( 3,54 nF).

Passo 3

Calcular a carga Q em cada placa usando Q = C,V. Já temos C=3,5416times10^-9 F e V=1000 V, então
Q = 3,5416times10^-9times1000 =3,5416times10^-6 C
Arredondando, Qapprox3,54times10^-6 C ( 3,54muC).

Passo 4

Calcular o módulo do campo elétrico E entre as placas por
E = Vd
Como V=1000 V e d=5,0times10^-3 m,
E = 10005,0times10^-3 =2,0times10^5 V/m

Resposta

a) Capprox3,54times10^-9 F.
b) Qapprox3,54times10^-6 C.
c) E=2,0times10^5 V/m.

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