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 energy stored in the capacitor?
Passo 1
Beleza, o exercício diz o seguinte: a gente tem um capacitor de placas paralelas com placas quadradas de lado 16 cm, separadas por 3,7 mm, ligado a uma bateria de 12 V. O que a gente quer mesmo é a energia que ele armazena. Isso é conteúdo de eletrostática: vamos usar a fórmula da capacitância de um capacitor de placas paralelas
e depois a fórmula da energia armazenada
Pra isso precisamos: converter unidades (cm → m, mm → m), calcular a área
, usar
e a tensão
.
Passo 2
Primeiro converte a área e a distância pra metro:
– Lado da placa: .
– Então a área é
– Lado da placa:
– Então a área é
– Distância entre placas:
Passo 3
Agora calcula a capacitância usando
Isso dá uns 61 pF (picoFarads).
Passo 4
Com
na mão, a energia é
Calculando:
Resposta
A energia armazenada no capacitor é aproximadamente