Para criar as altas densidades de energia necessárias para operar um laser com pulsos de nitrogênio, é utilizada a descarga de um capacitor com alta capacitância. Tipicamente, a energia passaria por pulso (isto é, por descarga) é de . Estime a capacitância necessária se a descarga é aplicada através de um espaçamento de centelha de de espessura. Admita que a ruptura dielétrica do nitrogênio ocorre em .
Passo 1
Opaaa, e aí?!
Essa questão é simples, se liga só...
Sabemos que a energia armazenada em um capacitor é dada por .
Relacione a energia armazenada em um capacitor com sua capacitância e a diferença de potencial através dele:
Isolando , temos:
Passo 2
A diferença de potencial através do centelhador está relacionada à largura do intervalo e ao campo elétrico no intervalo:
Substituindo na expressão:
Substituindo os valores, temos:
