Transparencias 4 Capacitores e dielétricos

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A) A densidade de carga superficial vale +σ para placa 1 e –
σ para placa 2. A magnitude do campo gerado pela placa 1 
vale σ/2εο e o campo gerado por essa placa é mostrado. 
Quando as duas placas são posicionadas paralelamente, a 
magnitude do campo será
1. σ /εο entre as placas, 0 fora.
2. σ /εο entre as placas, ±σ /2εο fora.
3. Zero entre e fora das placas.
4. ±σ /2εο entre e fora das placas.
5. Nenhuma das alternativas anteriores.
 
Microfone a condensador (ou capacitor):
Q = CV C= ε0A/d
Variação da distância d entre as placas varia a capacitância e, portanto, a 
carga no capacitor. Sinal elétrico gerado é proporcional à pressão externa, 
reproduzindo a onda acústica.
 
1) A energia aumenta.
2) A energia diminui.
3) A energia não se altera.
B) Considere um capacitor de placas planas paralelas 
com uma distância d entre as placas e carga q. Se 
aumentarmos a distância entre as placas para D>d 
mantendo as cargas em cada placa, o que acontece 
com a energia acumulada no capacitor?
 
C) Considere um capacitor de placas planas paralelas de área A e 
distância d entre as placas, com capacitância C=ε0A/d. Se 
incluirmos uma placa metálica plana no centro do capacitor, com 
espessura d’, o que acontece com a capacitância do sistema? E 
se a espessura d’ for desprezível? 
1) A capacitância aumenta consideravelmente.
2) A capacitância diminui consideravelmente.
3) A capacitância não se altera.
4) A capacitância aumenta se d’ for considerável e praticamente não se 
altera se d’ for muito pequeno. 
5) A capacitância diminui se d’ for considerável e praticamente não se 
altera se d’ for muito pequeno.
d d’
 
Polarização de fluido com moléculas polares:
Dielétricos
 
Polarização de um material com moléculas não-polares:
Polarização de um meio: P (dipolo elétrico por unidade de volume)
P=np
0
n representa a densidade de dipolos e p
0
 o valor de cada dipolo.
 
Dielétrico em região com campo uniforme:
 
Constante dielétrica K: razão entre o campo elétrico na 
ausência do dielétrico (E
0
) e o campo elétrico no interior do 
dielétrico (E): 
E = E
0
 / K
 
D) Um dielétrico é parcialmente introduzido entre as 
placas de um capacitor conforme a figura. Sobre a força 
que age sobre o dielétrico:
1) Ela é nula. 
2) Ela atrai o dielétrico para dentro do capacitor.
3) Ela empurra o dielétrico para fora do capacitor.
+Q
-Q
 
E) Se introduzimos um material dielétrico entre as placas 
de um capacitor mantendo a carga em cada placa, o que 
acontece com a diferença de potencial entre as placas em 
relação a quando o dielétrico estava fora?
1) Ela aumenta.
2) Ela diminui.
3) Ela permanece a mesma.
+Q
-Q
+Q
-Q
 
1) Ela aumenta.
2) Ela diminui.
3) Ela permanece a mesma.
+Q
-Q
+Q
-Q
F) Se introduzimos um material dielétrico entre as placas 
de um capacitor mantendo a carga em cada placa, o que 
acontece com a energia potencial do sistema em relação a 
quando o dielétrico estava fora?
 
Vantagens de se utilizar um dielétrico entre as placas de um capacitor:
- Permite que se tenha placas com área grande e separação pequena 
entre elas, aumentando a capacitância.
- A constante dielétrica aumenta a capacitância.
- A rigidez dielétrica aumenta, permitindo um acúmulo maior de cargas 
e um armazenamento maior de energia. 
 
Para o ar: K=1,0006, E
máx
 = 1x106 V/m.
 
Enrolando-se as placas do capacitor com um dielétrico entre 
elas, é possível se ter uma grande área para cada placa com 
uma pequena separação entre elas, aumentando a 
capacitância. 
 
Exemplos de capacitores comerciais:
 
Acelerador Z: Energia de 22MJ é armazenada em conjunto de 
capacitores em paralelo. A energia é liberada em tempo muito curto, 
numa potência de 2,9x1014W, que corresponde a 80 vezes a potência de 
todas as usinas elétricas da Terra juntas. O alvo é aquecido a 2x109K, 
possibilitando o estudo da fusão nuclear.
 
Respostas das questões:
A) 1
B) 1
C) 4
D) 2
E) 2
F) 2
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