Lista de Exercícios Resolvidos de Campo e Energia em um Capacitor.

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Um capacitor plano-paralelo tem placas idênticas de área A , cada uma, com separação L entre elas (conforme parte superior da figura ao lado). Numa primeira etapa, tal capacitor é ligado a uma bateria até atingir um módulo de diferença de potencial V 0 entre suas placas e, imediatamente, desconectado da bateria.

  1. Determine o módulo E 0 do campo elétrico e a energia eletrostática armazenada U 0 .
  2. Numa segunda etapa um isolante de constante dielétrica K é inserido no capacitor, preenchendo pela metade região entre suas placas, conforme mostrado na parte inferior da figura ao lado.

  3. Determine o módulo V da nova diferença de potencial entre as placas.
  4. Determine o módulo E i ( i = 1 , 2 , 3 ) do novo campo elétrico em cada uma das duas “metades” ( 1 e 2 ) entre as placas.
  5. Determine a nova energia eletrostática armazenada U .

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Seja o capacitor cilíndrico da figura abaixo, com a placa interna carregada com carga negativa - q , de tal forma que a placa externa tenha a mesma carga, em módulo, porém positiva.

(a) Determine a densidade de energia u entre suas placas.

(b) Determine a energia U armazenada neste capacitor, usando a relação u = d U d V , onde d V é um elemento de volume.

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A diferença de potencial entre as placas de um capacitor de 3,00   μ F é de 100   V .

a) Quanta energia é armazenada no capacitor?

b) Quanta energia adicional é necessária para aumentar a diferença de potencial entre as placas de 100   V para 200   V ?

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Para a segurança dos clientes, o supermercado utiliza lâmpadas de emergência e rádios transmissores que trabalham com corrente contínua. Para carregar suas baterias, no entanto, esses dispositivos utilizam corrente alternada. Isso é possível graças a seus retificadores que possuem, cada um, dois capacitores de 1.400   μ F , associados em paralelo. Os capacitores, descarregados e ligados a uma rede elétrica de tensão máxima igual a 170 V, estarão com carga plena após um certo intervalo de tempo t. Considerando t, determine:

a) a carga elétrica total acumulada;

b) a energia potencial total armazenada.

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Duas placas condutoras quadradas, cada qual com lado igual a L , são separadas por uma distância D . Uma placa dielétrica com constante dielétrica K e com dimensões L × L × D é inserida até uma distância x no espaço entre as placas, como indica a figura.

(a) Calcule a capacitância C do sistema.

(b) Suponha que o capacitor seja conectado a uma bateria que mantém uma diferença de potencial constante V entre as placas. Se a placa dielétrica for inserida até uma distância adicional d x no espaço entre as placas, mostre que a variação de energia acumulada é dada por:

d U = + K - 1 ϵ 0 V 2 L 2 D d x .

(c) Suponha que, antes de a placa se mover uma distância d x , as placas sejam desconectadas da bateria, de modo que as cargas das placas permaneçam constantes. Determine o módulo da carga em cada placa e a seguir mostre que, quando a placa penetra mais uma distância d x no interior do espaço entre as placas, a energia acumulada varia de uma quantidade igual em módulo, mas de sinal contrário ao valor d U encontrado no item (b).

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Um capacitor possui placas paralelas separadas por uma distância igual a 1   m m . O espaço entre as placas está cheio de poliéster (Constante dielétrica, K = 3 ), que possui rigidez dielétrica E m a x = E → m a x = 6 × 10 7 N / C . I Qual a voltagem máxima, e I I a carga máxima possível que o capacitor pode suportar sem que ocorra ruptura dielétrica.

Considere que na ausência do poliéster o capacitor possui capacitância C 0 = 1 μ F .

a I   6 × 10 7   V ; I I   0,18   C

b I   6 × 10 4   V ; I I   0,18   C

c I   18 × 10 4   V ; I I   0,06   C

d I   6 × 10 7   V ; I I   1,8   C

e I   6 × 10 4   V ; I I   1,8   C

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Qual das seguintes afirmativas é falsa?

  1. No processo de carregamento de um capacitor, cria-se um campo elétrico entre suas placas.
  2. O trabalho necessário para se carregar um capacitor pode ser pensado como o trabalho necessário para se criar um campo elétrico entre suas placas
  3. A densidade de energia na região entre as placas de um capacitor depende linearmente do módulo do campo elétrico
  4. A diferença de potencial entre as placas de um capacitor plano paralelo depende linearmente do módulo do campo elétrico
  5. Ao dobrarmos a carga em cada uma das placas de um capacitor dado, dobramos a diferença de potencial entre suas placas

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Um capacitor de 200   μ F é usado em uma câmera fotográfica para armazenar energia. Suponha que o capacitor foi carregado a 400   V . Qual é o valor da energia armazenada?

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A figura abaixo mostra o gráfico do potencial elétrico V ( z ) no interior de um capacitor de placas condutoras planas e paralelas posicionadas em z = 0 e   z = 2 L . Considere que 2 L é muito menor que as dimensões das placas e que o sistema está em equilíbrio eletrostático. Sabendo que a região L < z < 2 L (II) está preenchida por vácuo, podemos afirmar que a região 0 < z < L (I) está preenchida por um material isolante de constante dielétrica igual a:

(a) 2

(b) 3

(c)   4

(d) 1

(e) 3 / 2

(f) 4 / 3

(g) 1 / 2

(h) 1 / 3

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Um capacitor plano-paralelo tem placas idênticas de área A , cada uma, com separação L entre elas (conforme parte superior da figura ao lado). Numa primeira etapa, tal capacitor é ligado a uma bateria até atingir um módulo de diferença de potencial V 0 entre suas placas e, imediatamente, desconectado da bateria.

  1. Determine o módulo E 0 do campo elétrico e a energia eletrostática armazenada U 0 .
  2. Numa segunda etapa um isolante de constante dielétrica K é inserido no capacitor, preenchendo pela metade região entre suas placas, conforme mostrado na parte inferior da figura ao lado.

  3. Determine o módulo V da nova diferença de potencial entre as placas.
  4. Determine o módulo E i ( i = 1 , 2 , 3 ) do novo campo elétrico em cada uma das duas “metades” ( 1 e 2 ) entre as placas.
  5. Determine a nova energia eletrostática armazenada U .

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Um capacitor de placas planas e paralelas, imersas no vácuo, é conectado a uma bateria de força eletromotriz constante. Se a distancia entre as placas do capacitor é duplicada enquanto o capacitor permanece conectado a bateria, a energia armazenada no capacitor:

  1. Quadruplica
  2. Duplica
  3. Não se altera
  4. Reduz-se a metade
  5. Reduz-se a um quarto

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Considere as três seguintes afirmações:

I A densidade de energia em um campo elétrico é linearmente proporcional ao módulo de tal campo.

I I O trabalho necessário para carregar um capacitor pode ser pensado com o trabalho necessário para criar um campo elétrico.

I I I Para um dado capacitor, quando dobramos a carga em cada uma de suas placas, a capacitância também dobra.

Qual alternativa indica a(s) afirmação(ões) correta(s)?

a Somente a I .

b Somente a I I .

c Somente a I I I .

d Somente a I e a I I .

e Somente a I e a I I I .

f Somente a I I e a I I I .

g Todas estão corretas.

h Nenhuma está correta.

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Qual das afirmações abaixo é verdadeira?

a A capacitância de um capacitor, por definição, é a quantidade total de carga que ele pode acumular.

b Ao variarmos a diferença de potencial entre as placas de um capacitor dado, fixo, de placas paralelas, variamos a sua capacitância.

c Para um capacitor dado, fixo, de placas paralelas, ao dobrarmos a carga em cada placa, dobramos a sua capacitância.

d A capacitância de um capacitor dado, fixo, aumenta, quando inserimos algum material isolante entre suas placas, todo o resto mantendo-se inalterado.

e Ao dobrarmos a carga armazenada em um dado capacitor, também dobramos a energia armazenada nele.

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Considere um capacitor esférico formado por um condutor interno de raio a e um condutor externo de raio b , conforme a figura. O espaço entre os condutores é preenchido com material de constante dielétrica κ .

Carrega-se o condutor interno com carga + Q e o externo com carga - Q (cargas livres). O campo elétrico devido apenas a essas cargas livres é

E → 0 = Q 4 π ϵ 0 r 2 r ^

Onde r é a distância ao centro do capacitor esférico.

a ) Escreva a expressão do vetor campo elétrico dentro do dielétrico a < r <   b .

b ) Calcule a energia U 0 armazenada no capacitor na ausência de dielétrico (em função de a ,   b , Q e ϵ 0 ), e a energia U na presença do dielétrico (em função de a ,   b ,   Q ,   ϵ 0 e κ ).

c ) Calcule o vetor campo elétrico E → i devido somente às cargas induzidas (ligadas) no dielétrico.

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Considere um capacitor constituído por duas cascas metálicas cilíndricas e coaxiais. A casca interna de raio a tem carga + Q , e a externa de raio b tem carga - Q . O comprimento L das cascas é muito maior que seus raios ( L ≫ a e L ≪ b ). Expresse as respostas às questões abaixo em termos de Q , L , a , b e ϵ 0 .

(a) Calcule o campo elétrico na região entre as placas.

(b) Calcule a capacitância do capacitor.

(c) Qual é a energia total armazenada no capacitor?

(d) Qual é a densidade de energia elétrica em um ponto qualquer entre as placas?

(e) A partir do resultado da letra (d) obtenha novamente o resultado da letra (c).

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Considere um capacitor de placas planas, paralelas, com área A , separadas por uma distância d no vácuo.

( a ) Calcule a capacitância C 0 deste capacitor no vácuo em função de ε 0 , A

e d .

( b ) Calcule a nova capacitância C do capacitor se preenchermos parcialmente o espaço entre as placas com um material de constante dielétrica κ e espessura x , conforme a figura. Forneça sua resposta em função de ε 0 ,   A ,   d ,   κ e x .

( c ) Calcule a densidade de energia num ponto P da região sem dielétrico após ligarmos as placas do capacitor a uma bateria com uma diferença de potencial igual a V . Forneça sua resposta em função de ε 0 ,   V   ,   d ,   κ   e   x .

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Dois capacitores de placas paralelas, com a mesma separação entre as placas, mas com capacitâncias diferentes, são ligados em paralelo a uma bateria. Ambos os capacitores são preenchidos com ar. A grandeza que NÃO é a mesma para os dois capacitores quando eles estão completamente carregados é:

  1. A diferença de potencial;
  2. A densidade de energia;
  3. O campo elétrico entre as placas;
  4. A carga na placa positiva;
  5. A constante dielétrica.

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Uma bateria de 100   V é conectada a uma arranjo com dois capacitores de C 1 = 5,00   μ F e C 2 = 25,00   μ F associados em paralelo conforme a figura. A energia armazenada nos capacitores vale:

  1. 0,05   J
  2. 0,10   J
  3. 0,15   J
  4. 0,20   J
  5. 0,25   J

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Duas placas condutoras paralelas, de área A e separação L , estão conectadas a uma bateria que provê uma diferença de potencial V . As placas são aproximadas uma da outra, mantendo-se paralelas, até que sua separação seja L / 3 . Considere que L é muito menor do que as dimensões das placas, de forma que elas podem ser tratadas como infinitas.

  1. Determine a carga armazenada no capacitor formado pelas placas antes e depois da aproximação.
  2. As placas são, então, desligadas da bateria e depois a separação das placas é restaurada ao valor L . Qual é a diferença entre a energia potencial eletrostática final e a inicial (antes da aproximação) armazenada no capacitor?

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Qual das seguintes afirmativas é falsa?

a) No processo de carregamento de um capacitor, cria-se um campo elétrico entre suas placas

b) O trabalho necessário para carregar um capacitor pode ser pensado como sendo o trabalho necessário para criar um campo elétrico entre suas placas.

c) A densidade de energia no espaço entre as placas de um capacitor é diretamente proporcional ao módulo do campo elétrico

d) A diferença de potencial entre as placas de um capacitor é diretamente proporcional ao módulo do campo elétrico

e) A capacitância de um capacitor não depende da quantidade de carga acumulada nele nem da diferença de potencial aplicada nos seus terminais.

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O potencial elétrico no interior de um capacitor de placas paralelas:

a) é constante.

b) aumenta linearmente da placa positiva para a placa negativa.

c) diminui linearmente da placa positiva para a placa negativa.

d) diminui linearmente da placa negativa para a placa positiva.

e) diminui inversamente com o quadrado da distância à placa negativa.

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Um capacitor cilíndrico é constituído por duas cascas cilíndricas metálicas e coaxiais. A casca interna possui raio a e carga + Q , enquanto que a casca externa possui raio b e carga - Q . Ambas as cascas possuem comprimento L   L ≫ a   e   L ≫ b .

a Calcule a capacitância do capacitor.

b Calcule a densidade de energia eletrostática armazenada no interior do capacitor.

c Utilize o campo elétrico obtido no item a , e calcule a energia armazenada no interior do capacitor.

d Um dielétrico de constante dielétrica k é colocado entre as placas do capacitor de maneira a preencher todo espaço entre elas. Nestas circunstâncias, calcule o campo elétrico no interior do capacitor e as cargas induzidas na superfície do dielétrico, Q ' .

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Um capacitor de placas paralelas, inicialmente sem dielétrico, tem área A = 10,0   m m 2 e separação entre as placas d = 0,010   m m . O capacitor é carregado por uma bateria de 12   V e depois desconectado.

Suponha que a carga no capacitor mantenha-se constante. Em seguida um dielétrico de constante dielétrica κ = 20 é introduzido entre as placas do mesmo.

Considere as seguintes afirmativas

I A capacitância do capacitor, com o dielétrico, é C = 177   p F .

I I A carga total do capacitor após o carregamento é q = 1,602 × 10 - 15   C .

I I I A energia total do capacitor decresce após a introdução do dielétrico.

I V O campo elétrico no interior do capacitor diminui após a introdução do dielétrico.

V A ddp entre as placas do capacitor decresce após a introdução do dielétrico.

V I A ddp entre as placas do capacitor aumenta após a introdução do dielétrico.

As afirmativas verdadeiras são:

a   I I   e   V ;

b   I I ,   I I I   e   V ;

c   I ,   I V   e   V ;

d   I ,   I I I   e   V I ;

e   I ,   I I I   e   V ;

f   I ,   I V   e   V I ;

g   I I I ,   I V   e   V I ;

h   I ,   I I I ,   I V   e   V ;

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Um capacitor de placas planas e paralelas possui inicialmente vácuo entre suas placas, como mostrado na figura abaixo (painel à esquerda). Ele é carregado por uma bateria que fornece uma diferença de potencial constante entre as placas.

A seguir, mantendo a bateria conectada, insere-se no capacitor um material dielétrico de constante dielétrica κ e espessura igual à metade da distância entre as placas, como mostrado no painel direito da figura abaixo.

A razão U / U 0 entre as energias armazenadas pelo capacitor depois e antes da inserção do dielétrico vale:

a κ + 1 / 2 κ .

b 2 κ / ( κ + 1 ) .

c 2 1 + κ .

d 1 / 2 1 + κ .

e κ .

f 1 / κ .

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A figura ao lado ilustra um capacitor de placas esféricas de raios a e b , com a < b .

A placa interna tem carga + Q e a placa externa uma carga - Q , com Q > 0 . Há vácuo entre as placas metálicas e a permissividade elétrica do vácuo é denotada por ϵ 0 .

a Determine o módulo do campo elétrico E r na região interna do capacitor, a < r < b , onde r é a distância ao centro do capacitor.

b Calcule a diferença de potencial entre as placas do capacitor.

c Determine a capacitância do capacitor.

d Calcule a energia elétrica armazenada no capacitor.

e Se a região entre as placas do capacitor for totalmente preenchida com um dielétrico de constante dielétrica κ , qual é o valor da nova capacitância?

f Qual é o valor da diferença de potencial entre as placas do capacitor após a introdução do dielétrico?

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Um capacitor é constituído de cilindro com raio a e carga q > 0 coaxial com uma casca cilíndrica fina de raio b e carga - q . O cilindro e a casca cilíndrica têm ambos altura L , conforme a figura 1 .

(a) Calcule o vetor campo elétrico dentro do capacitor, na região a < r < b . Despreze efeitos de borda.

(b) Calcule a capacitância do capacitor.

(c) Calcule a energia contida no interior de um cilindro de raio r ' ( a < r ' < b ) e altura L , coaxial com o capacitor, conforme a figura 2 .

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Um capacitor C de placas planas e paralelas, de capacitância C 0 , inicialmente descarregado é conectado a uma fonte de tensão contínua V 0 . No instante t = 0 a chave S é fechada e o capacitor fica ligado por um tempo muito longo acumulando uma carga q 0 e uma energia potencial U 0 (situação em equilíbrio)

Caso 1:

Com a fonte de tensão ligada, um material de constante dielétrica K 1 é inserido entre as placas do capacitor. Nestas condições:

  1. Demonstre que U 1 / U 0 = K 1 , onde U 1 é a nova energia potencial após a inserção do dielétrico.
  2. Caso 2:

    Partindo da situação de equilíbrio, antes de colocar o material de constante dielétrica K 1 o capacitor é desligado da fonte de tensão. Em seguida o material dielétrico K 1 é então inserido no capacitor mantendo ele desconectado da fonte.

  3. Demonstre que U 2 / U 0 = 1 / K 1 , onde U 2 é a nova energia potencial após a inserção do dielétrico.

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Dois capacitores idênticos, inicialmente no vácuo, são conectados aos terminais de uma bateria que fornece uma diferença de potencial constante V , como mostrado na figura abaixo. A seguir, mantendo a bateria conectada, insere-se uma placa isolante de constante dielétrica K entre as placas de um dos capacitores, de forma a ocupar todo o volume entre elas. Nessa situação, é correto afirmar que, após a inserção:

  1. A carga armazenada no capacitor com o dielétrico diminui com relação ao valor original.
  2. Os dois capacitores armazenam a mesma energia.
  3. A carga armazenada no capacitor que permanece no vácuo aumenta com relação ao valor original.
  4. Os dois capacitores terão a mesma diferença de potencial entre suas placas.
  5. A energia armazenada no capacitor que permanece no vácuo diminui com relação ao valor original.

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Um capacitor de placas planas e paralelas encontra-se carregado e armazena inicialmente uma energia U 0 . A seguir, deseja-se inserir um material dielétrico no capacitor, de forma a ocupar todo o volume entre as placas. A inserção pode ser feita de duas formas diferentes:

  1. A inserção é feita com o capacitor mantido isolado, de forma que a carga armazenada nele permanece inalterada.
  2. A inserção é feita com o capacitor conectado a uma bateria que fornece uma diferença de potencial constante entre as placas.

Sejam U A e U B as energias armazenadas no capacitor após a inserção do dielétrico pelas formas A e B , respectivamente. Podemos afirmar que:

  1. U B > U 0 > U A
  2. U A > U B > U 0
  3. U A > U 0 > U B
  4. U B > U A > U 0
  5. U 0 > U A > U B
  6. U 0 > U B > U A
  7. U A = U B = U 0

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Um capacitor de placas planas e paralelas de área A e separação L preenchido, em uma metade, com um isolante de constante dielétrica κ , conforme mostra a figura abaixo. Nessa situação, a diferença de potencial entre as placas vale V . Considere que   L é muito menor que as dimensões das placas e que o sistema se encontra em equilíbrio eletrostático.

(a) Determine a capacitância do sistema.

(b) Determine a intensidade do campo elétrico no interior do capacitor nas regiões com e sem o isolante.

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13 - Um capacitor de placas paralelas de capacitância C 0 é carregado por uma bateria a uma diferença de potencial ∆ V C 0 . Agora, o capacitor é desconectado da bateria e imerso em um recipiente com água destilada de constante dielétrica K . Podemos afirmar que:

  1. A capacitância aumenta por um fator K .
  2. A diferença de potencial entre as placas aumenta de um fator K .
  3. A energia armazenada no capacitor diminui de um fator K .
  1. I, II e III
  2. Apenas I e II
  3. Apenas a III
  4. Apenas I e III
  5. Apenas II

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Uma esfera condutora de raio a , carregada com carga + Q , está cercada por uma camada condutora esférica concêntrica de raio c , carregada com carga - Q . O espaço entre r = a e r = b está preenchido com um material dielétrico de constante dielétrica κ . O espaço entre r = b e r = c é vácuo. Determine:

a) O vetor campo elétrico para:

i. a < r < b

ii. b < r < c

iii. r > c

b) A diferença de potencial entre r = a e r = c , ou seja V a - V c .

c) A capacitância do conjunto.

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Qual das seguintes afirmativas é falsa?

  1. No processo de carregamento de um capacitor, cria-se um campo elétrico entre suas placas.
  2. O trabalho necessário para se carregar um capacitor pode ser pensado como o trabalho necessário para se criar um campo elétrico entre suas placas
  3. A densidade de energia na região entre as placas de um capacitor depende linearmente do módulo do campo elétrico
  4. A diferença de potencial entre as placas de um capacitor plano paralelo depende linearmente do módulo do campo elétrico
  5. Ao dobrarmos a carga em cada uma das placas de um capacitor dado, dobramos a diferença de potencial entre suas placas

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Um capacitor de placas planas e paralelas (área A e separação d ) é carregado até atingir uma diferença de potencial V e uma carga q . Uma placa dielétrica, de constante κ e espessura b , é introduzida entre as placas do capacitor, conforme a figura.

Encontre:

a ) O campo elétrico no espaço vazio situado entre as placas do capacitor e a placa do dielétrico;

b ) O campo elétrico dentro da placa dielétrica;

c ) A diferença de potencial entre as placas do capacitor depois da introdução da placa dielétrica;

d ) A capacidade do capacitor, depois da introdução da placa dielétrica, em função de κ , d , b A e a permissividade ε 0 ;

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Um capacitor de placas paralelas, de área A e separação s , é originalmente carregado com carga Q 0 . Desligando—se a bateria, uma lâmina dielétrica de espessura d   d ≪ s e constante dielétrica κ é, então, inserida entre as placas do capacitor.

Calcule:

a ) O vetor E → no interior do dielétrico;

b ) A capacitância desde capacitor;

c ) A diferença de potencial entre as placas do capacitor;

d ) O valor da densidade superficial de carga σ ' induzida nas paredes do dielétrico.

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Três capacitores de placas planas e paralelas estão ligados como mostra a figura abaixo. Inicialmente, os capacitores C 2 e C 3 estão descarregados e C 1 está carregado com carga q 0 . A chave é então fechada.

a ) Calcular a carga em cada capacitor e a diferença de potencial através dos mesmos após o estabelecimento do equilíbrio.

Mantendo-se a chave S fechada é inserido um material de constante dielétrica κ no capacitor C 3 , preenchendo totalmente o volume entre suas placas.

b ) Nesta nova situação, calcular a carga em cada capacitor e a diferença de potencial através dos mesmos, após o restabelecimento do equilíbrio.

c ) Calcular a variação da energia potencial elétrica Δ U = U f - U i em C 1 , onde U i é a energia antes do fechamento da chave e U f é a energia após a colocação do dielétrico.

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Um capacitor é composto de placas paralelas quadradas de lado l e separadas por uma distância d . Um bloco de material dielétrico, também de lado l e espessura d e de constante de permissividade κ é introduzido no capacitor, preenchendo completamente o espaço entre as placas.

  1. Escreva as expressões para as capacitâncias para a situação de vácuo entre as placas (sem o dielétrico) e quanto tem-se o dielétrico de constante de permissividade κ ;
  2. Calcule a variação (devido à colocação do dielétrico) de energia armazenada no caso das placas, quando a carga, nas placas da armadura é mantida constante;
  3. Calcule a mudança de energia armazenada (devido à colocação do dielétrico) quando a diferença de potencial V entre as placas for mantida constante;
  4. Por fim, a placa é parcialmente deslocada, deixando um comprimento x x < l do espaço livre, qual será a nova capacitância?

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Três capacitores C 1 , C 2 e C 3 , todos de mesma capacitância, são ligados a uma bateria, como mostrado.

Qual capacitor armazena a maior energia?

a C 1 ;

b C 2 ;

c C 3 ;

d C 2 ou C 3 ;

e Todos os capacitores armazenam a mesma energia;

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Qual das seguintes afirmativas é falsa?

( a ) No processo de carregamento de um capacitor, cria-se um campo elétrico entre suas placas.

( b ) O trabalho necessário para carregar um capacitor pode ser pensado como sendo o trabalho necessário para criar um campo elétrico entre suas placas.

( c ) A densidade de energia no espaço entre as placas de um capacitor é diretamente proporcional ao módulo do campo elétrico.

( d ) A diferença de potencial entre as placas de um capacitor é diretamente proporcional ao módulo do campo elétrico.

( e ) Nenhuma das afirmativas anteriores é falsa.

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Um capacitor de placas planas e paralelas está parcialmente preenchido por um material isolante de constante dielétrica K1 = 3 que possui espessura d igual à metade da separação entre as placas (2d), como mostra a figura abaixo. Em seguida, com a diferença de potencial entre as placas mantida constante por uma bateria, o material isolante é substituído por um outro, que possui constante dielétrica K2 = 2 e que ocupa totalmente o espaço entre as placas. Qual é a razão U1/U2 entre as energias armazenadas pelo capacitor antes e depois da mudança do dielétrico?

(a) 3/4

(b) 4/3

(c) 4

(d) 1/4

(e) 2/3

(f) 3/2

(g) 1

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