Um capacitor de placas paralelas possui capacitância dada por
(sendo
a área e
a distância entre as placas). Se tivermos uma capacitor de placas circulares de
de raio e
de separação, calcule:
a) A respectiva capacitância.
b) Que carga aparecerá sobre as placas se for aplicada uma diferença de potencial de 220 volts?
c) Qual o trabalho necessário para deslocar uma carga de
da placa negativa até a positiva?
a) A respectiva capacitância.
b) Que carga aparecerá sobre as placas se for aplicada uma diferença de potencial de 220 volts?
c) Qual o trabalho necessário para deslocar uma carga de
Passo 1
O enunciado trata de um capacitor de placas paralelas circulares de raio
e separação
, cuja capacitância em vácuo é
onde
é a área da placa e
a distância entre elas. Vamos precisar: conversão de unidades, cálculo de área de círculo, uso de
, depois calcular carga
e por fim trabalho
.
Passo 2
Calculamos primeiro a área de cada placa, com
:
Em seguida a capacitância, com
:
Passo 3
Aplicando uma diferença de potencial
, a carga armazenada é
Passo 4
Para deslocar uma carga
da placa negativa (potencial menor) até a positiva (potencial maior), o trabalho realizado pelo campo é
Isso significa que o campo faz
de trabalho; o trabalho exigido pela força externa para mover a carga com velocidade constante seria
.
Resposta
a)
b)
c) (logo,
)
b)
c)