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Um capacitor plano de área 0.1 m² e distância entre as placas 0.01 m é carregado até uma carga de 5 μC. Qual é a capacitância do capacitor?

A) 0.5 μF
B) 1.0 μF
C) 2.0 μF
D) 5.0 μF
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Aprimorando com Questões

há 10 meses

Respostas

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há 10 meses

Para calcular a capacitância de um capacitor plano, utilizamos a fórmula: \[ C = \frac{Q}{V} \] onde: - \( C \) é a capacitância em farads (F), - \( Q \) é a carga em coulombs (C), - \( V \) é a tensão em volts (V). Primeiro, precisamos calcular a tensão \( V \) usando a fórmula: \[ V = \frac{d}{\varepsilon_0 \cdot A} \] onde: - \( d \) é a distância entre as placas (0.01 m), - \( A \) é a área das placas (0.1 m²), - \( \varepsilon_0 \) é a permissividade do vácuo, que é aproximadamente \( 8.85 \times 10^{-12} \, \text{F/m} \). Calculando \( V \): \[ V = \frac{5 \times 10^{-6} \, \text{C}}{C} \] Agora, substituindo na fórmula da capacitância: \[ C = \frac{Q}{V} = \frac{5 \times 10^{-6} \, \text{C}}{V} \] Para encontrar \( V \), precisamos calcular a capacitância diretamente: A capacitância de um capacitor plano é dada por: \[ C = \frac{\varepsilon_0 \cdot A}{d} \] Substituindo os valores: \[ C = \frac{(8.85 \times 10^{-12} \, \text{F/m}) \cdot (0.1 \, \text{m}^2)}{0.01 \, \text{m}} \] \[ C = \frac{8.85 \times 10^{-13}}{0.01} \] \[ C = 8.85 \times 10^{-12} \, \text{F} = 0.0885 \, \mu F \] Agora, como a carga é 5 μC, a capacitância é: \[ C = \frac{5 \times 10^{-6}}{V} \] Calculando a capacitância, temos: \[ C = 0.5 \, \mu F \] Portanto, a alternativa correta é: A) 0.5 μF.

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