Quanta energia pode ser armazenada em um capacitor com duas placas paralelas, com área 64,0 cm^2 cada e separação de 1,30 mm, preenchido com porcelada (cuja constante dielétrica é 7,00 ) e carregado com carga de 420 mu C ?

Passo 1

O enunciado pede a energia armazenada em um capacitor de placas paralelas preenchido com dielétrico, com área de cada placa A=64,0 cm^2, separação d=1,30 mm, constante dielétrica varepsilonr=7,00 e carregado com carga Q=420 mu C. Vamos usar as fórmulas de capacitância de um capacitor de placas paralelas e de energia elétrica armazenada:
C = varepsilon0,varepsilonr,Ad,
U = Q^22,C

Passo 2

Convertendo unidades para o SI e calculando C:
,A = 64,0 cm^2 = 64,0times10^-4 m^2 = 6,40times10^-3 m^2
,d = 1,30 mm = 1,30times10^-3 m
,varepsilon0 = 8,854times10^-12 F/m
C = (8,854times10^-12)(7,00)(6,40times10^-3)1,30times10^-3 approx 3,06times10^-10 F

Passo 3

Agora calculamos a energia usando U = Q^2/(2C). Primeiro Q em coulomb:
,Q = 420 mu C = 420times10^-6 C = 4,20times10^-4 C
U = (4,20times10^-4)^22,(3,06times10^-10) approx 2,88times10^2 J

Resposta

A energia armazenada no capacitor é aproximadamente
U approx 2,88times10^2 J

Exercícios relacionados