Duas placas condutoras paralelas possuem cargas iguais e opostas. A área de cada placa é de 6,00 times 10^-3 m^2 e estão separadas 3,00 times 10^-3 m.
Qual é a capacitância quando existe vácuo entre as placas e qual quando há um dielétrico de constante R=3,00.

Passo 1

Beleza, então o enunciado diz que temos duas placas condutoras paralelas, cada uma com área C = varepsilon,Ad , separadas por uma distância . As cargas são iguais e opostas.
Conteúdo: vamos usar a teoria de capacitores de placas paralelas.
O que precisamos:
  1. Saber a definição de capacitância e a fórmula para placas paralelas:
  1. Valor da permissividade do vácuo e entender como o dielétrico altera isso.

Passo 2

Teoria básica: a capacitância C = QE,d = sigma A(sigma/varepsilon0),d = varepsilon0,Ad é a “capacidade” que o capacitor tem de armazenar carga por diferença de potencial. Para placas paralelas com vácuo entre elas:
  1. A tensão C = varepsilonr,varepsilon0,Ad entre placas está relacionada ao campo elétrico por .
  2. O campo entre as placas é , onde .
  3. Como , juntando tudo dá
Quando inserimos um dielétrico de constante (ou ), a permissividade passa a ser , e a fórmula vira

Passo 3

Calcular Cvácuo = varepsilon0,Ad = 8,85times10^-12times6,00times10^-33,00times10^-3 = 8,85times10^-12times2,00 = 1,77times10^-11,F no vácuo.
Dados:
,
,
.
á

Passo 4

Calcular Cdielétrico = R,Cvácuo = 3,00 times 1,77times10^-11,F = 5,31times10^-11,F com dielétrico de constante .
éá

Resposta

Capacitância no vácuo: á.
Capacitância com dielétrico ( ): é.

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