Em um experimento de laboratório, construímos um capacitor de placas paralelas, o qual possui capacitância C e armazena uma carga Q quando submetido a uma d.d.p

Em um experimento de laboratório, construímos um capacitor de placas paralelas, o qual possui capacitância C e armazena uma carga Q quando submetido a uma d.d.p. ?V. Entre as placas do capacitor não havia nada (vácuo). O capacitor é desligado da bateria e introduzimos, cuidadosamente, um material com constante dielétrica (ou permissividade relativa) 2, mantendo a mesma distância e área das placas. Como ficará a capacitância C', a carga armazenada Q' e a d.d.p. ?V' no novo capacitor? C'=C, Q'=2Q, ?V'= ?V/2 C'=C/2, Q'=Q, ?V'= ?V/2 C'=2C, Q'=Q, ?V'= ?V/2 C'=2C, Q'=Q/2, ?V'= ?V C'=C/2, Q'=Q/2, ?V'= 2?V

Física Ensino Médio Eletromagnetismo

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Professor Santiago C.

Respondeu há 8 anos

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Para um capacitor de placas paralelas, a capacitância C é obtida como: C = er.e0.A/d
onde er é a constante dielétrica do material entre as placas do capacitor (para o caso do vácuo, er = 1), e0 é a permissividade do vácuo (e0 = 8.85x10^-12 Nm²/C²), A é a área das placas e d a distância entre elas.

No inicío, só tem vácuo (er = 1) entre as placas do capacitor, asim: C = e0.A/d
Após colocar o novo material (er = 2), a nova capacitância é: C' = 2e0.A/d --> C' = 2C.

Quando o capacitor é desligado da bateria, ele fica com a mesma carga. Assim: Q' = Q.

Além disso, é conhecido a seguinte relação para os capacitores: Q = CV, onde Q é a carga armazenada no capacitor, C a capacitância e V a voltagem aplicado. Como a carga fica constante, temos para a velha e nova capacitância:
CV = C'V'
mas C' = 2C --> CV = 2CV', assim, a nova voltagem é: V' = V/2.

Resposta: C.