Um capacitor de placas paralelas com área de
está preenchido com um material cuja constante dielétrica vale 7,0 . O campo elétrico no material dielétrico varia à taxa
. (B) Qual é a corrente
circuito que alimenta o capacitor?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão fala sobre um capacitor de placas paralelas com uma área de
e preenchido com um material dielétrico que tem uma constante dielétrica de 7,0. Além disso, o campo elétrico no material está mudando com uma taxa de
. Precisamos descobrir qual é a corrente
que está alimentando esse capacitor. Para resolver isso, vamos usar conceitos de capacitância e corrente de deslocamento.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a corrente que alimenta um capacitor pode ser relacionada à taxa de variação do campo elétrico no dielétrico. Nesse caso, estamos lidando com a corrente de deslocamento, que é dada pela fórmula:
Aqui:
-
é a permissividade do vácuo ( ), -
é a constante dielétrica do material, -
é a área das placas do capacitor, -
é a taxa de variação do campo elétrico.
Passo 3
Vamos converter a área
de centímetros quadrados para metros quadrados para manter as unidades consistentes no SI:
Passo 4
Agora, substituímos todos os valores conhecidos na fórmula da corrente de deslocamento:
Passo 5
Vamos calcular passo a passo:
- Multiplicando
pela constante dielétrica:
- Multiplicando pelo valor da área:
- Finalmente, multiplicando pela taxa de variação do campo elétrico:
Resposta
A corrente no circuito que alimenta o capacitor é de aproximadamente
(ou
).