Exercícios Resolvidos de Dielétricos

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Enunciado

(A) A carga aumenta e a energia do capacitor diminui,

(B) A carga permanece a mesma e a energia do capacitor diminui,

(C) A diferença de potencial diminui e a energia do capacitor aumenta

(D) A diferença de potencial aumenta e a energia do capacitor aumenta

(E) A diferença de potencial permanece a mesma e a energia do capacitor aumenta

Passo 1

A capacitância de um capacitor plano vale:

C = ϵ 0 . A d

  • A é a área da placa plana
  • d é a distância entre as placas

A frase dessa equação é: Cagar é Algo Danoso e vale só para capacitores planos!

Colocar o dielétrico faz com que ϵ 0 seja trocado por:

ϵ = k . ϵ 0

Com k > 1 . Por isso, a capacitância aumenta.

Passo 2

Mas o dielétrico foi posto depois que o capacitor foi retirado certo? Então as cargas não irão pular para fora do capacitor nem surgirão novas cargas nele. Por isso, as cargas se mantém constantes!

Passo 3

Juntando as informações dos passos anteriores a gente pode calcular a energia:

E = 1 2 C . V 2

Mas...

C V = Q → V = Q C

Substituindo:

E = 1 2 . C . Q 2 C 2 = 1 2 . Q 2 C

A carga Q não muda mas C aumenta certo? Por isso, a energia diminui. E para onde foi essa energia? Bom, ela foi usada para organizar as cargas do dielétrico, mas isso não é lá muito importante para a questão.

Resposta

Letra (B).

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