A parallel-plate air capacitor is made by using two plates 16 cm square, spaced 3.7 mm apart. It is connected to a
battery. What is the electric field between the plates?
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que a gente tem um capacitor de placas paralelas de ar, cada placa com 16 cm de lado e separadas por 3,7 mm, tudo ligado a uma bateria de 12 V. O assunto aqui é eletrostática – mais especificamente, o campo elétrico entre placas de um capacitor. Para resolver, vamos usar a relação básica entre diferença de potencial (tensão) e campo elétrico num campo uniforme:
.
Passo 2
Teoria rapidinha:
- Campo elétrico
num capacitor de placas paralelas é uniforme entre as placas. - A diferença de potencial
entre as placas é simplesmente a tensão da bateria. - A fórmula que concentra tudo é
onde
-
é o módulo do campo elétrico (em V/m), -
é a diferença de potencial (em V), -
é a distância entre as placas (em m).
Passo 3
Antes de calcular, cuidar das unidades:
- A tensão
. - A distância
.
(A área de 16 cm por 16 cm não entra na conta do campo, só interessaria se quiséssemos capacidade ou carga.)
Passo 4
Substituindo na fórmula:
Resposta
O campo elétrico entre as placas vale aproximadamente
apontando da placa positiva para a negativa.