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Um capacitor formado por duas placas planas e paralelas está ligado a uma bateria, que apresenta uma diferença de potencial igual a 100 V. A capaci...

Um capacitor formado por duas placas planas e paralelas está ligado a uma bateria, que apresenta uma diferença de potencial igual a 100 V. A capacitância do capacitor é igual a 41 10 F− e a distância inicial entre as suas placas é igual a 5 mm. Em seguida, a distância entre as placas do capacitor é aumentada para 15 mm, mantendo-se a diferença de potencial entre elas igual a 100 V. Tendo por base essas informações, marque a alternativa que apresenta corretamente a quantidade de carga armazenada no capacitor nas duas situações descritas.

a) 21,0 10 C− quando a distância entre as placas do capacitor é igual a 5 mm, passando para 33,3 10 C− quando a distância entre as placas é aumentada para 15 mm.
b) 21,0 10 C− quando a distância entre as placas do capacitor é igual a 5 mm, passando para 23,3 10 C− quando a distância entre as placas é aumentada para 15 mm.
c) 61,0 10 C− independente da distância entre as placas, uma vez que a diferença de potencial é mantida a mesma, ou seja, 100 V.
d) 61,0 10 C− quando a distância entre as placas do capacitor é igual a 5 mm, passando para 63,3 10 C− quando a distância entre as placas é aumentada para 15 mm.

Essa pergunta também está no material:

ELETRODINÂMICA LISTA 7 - Aula 10 - Capacitores e Circuitos com Capacitores - Plataforma FINAL
12 pág.

💡 1 Resposta

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A capacitância do capacitor é igual a 41x10^-6 F e a diferença de potencial é igual a 100 V. A carga armazenada no capacitor é dada por Q = C x V, onde Q é a carga, C é a capacitância e V é a diferença de potencial. Assim, quando a distância entre as placas do capacitor é igual a 5 mm, a carga armazenada é Q = 41x10^-6 F x 100 V = 4,1x10^-3 C. Quando a distância entre as placas é aumentada para 15 mm, a capacitância do capacitor é dada por C' = (k x ε0 x A) / d', onde k é a constante dielétrica do meio entre as placas (assumindo que seja o vácuo, k = 1), ε0 é a permissividade elétrica do vácuo, A é a área das placas e d' é a nova distância entre as placas. Assim, C' = (1 x 8,85x10^-12 F/m x 0,005 m^2) / 0,015 m = 2,95x10^-6 F. A carga armazenada no capacitor quando a distância entre as placas é aumentada para 15 mm é Q' = C' x V = 2,95x10^-6 F x 100 V = 2,95x10^-4 C. Portanto, a alternativa correta é a letra B) 21,0x10^-3 C quando a distância entre as placas do capacitor é igual a 5 mm, passando para 23,3x10^-3 C quando a distância entre as placas é aumentada para 15 mm.

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