Question

A região entre duas placas metálicas, planas e paralelas de área A = 100cm2, está esquematizada na figura abaixo. As linhas tracejadas representam o campo elétrico uniforme existente entre as placas. A distância entre as placas é 5 mm e a diferença de potencial entre elas é 600 V. As coordenadas dos pontos A, B e C são mostradas na figura. Adote carga do elétron -1,6.10-19C, permissividade dielétrica do meio igual a eo = 8,85.10-12F/m Clique aqui, ou na imagem para realizar o download. Determine a) os módulos EA, EB e EC do campo elétrico nos pontos A, B e C, respectivamente; b) as diferenças de potencial UAB e UBC entre os pontos A e B e entre os pontos B e C, respectivamente; c) Analisando o esquema como um capacitor de placas paralelas, determine a capacitância e a carga acumulada do capacitor d) A energia potencial acumulada no capacitor.

Answer 1

Resposta:

Para alternativa a), b) e c), respectivamente : E = 6.10^4 (V/m) N/C ; Vba = 180 V ; Vbc = 0 ; Wca = 2,88 . 10^-17.

 

Para alternativa a) é visto que os módulos Ea,Eb,Ec do campo elétrico nos pontos A, B e C, serão fornecidos a diferença de potencial entre as placas V = 300V e a distância entre as placas D = 5mm = 5.10^-3.   Então sendo o mesmo campo elétrico entre as placas uniformes, então em todos os infinitos pontos entre as mesmas, eles sempre terão a mesma intensidade, direção e sentido, logo:  

Ea = Eb = Ec = E ;  

V = E.d ;  

300 = E.5.10^-3 ;  

E = 300/5.10^-3 ;  

E = 360/10^3 ;  

E = 6.10^4 (Vm) N/c ;  

Para alternativa b) temos que as diferenças de potencial Vab e Vbc entre os pontos A e B entre os pontos B e C, logo:  

Dab = 4 - 1 = 3mm = 3.10^-3 m ;  

Vab = E.dab = 6.10^4.3.10^-3 ;  

Vab = 180B ;  

Para DBC = 0 ;  

Vbc = E.dbc = 6.10^3 ;  

Vbc = 0.

Para alternativa letra c) O trabalho W realizado pela força elétrica sobre um elétron que se desloca do ponto C ao ponto A, observando que o módulo em b:  

Vab = Vac = Vca = 180V ;  

Trabalhando em módulo ;  

Q = 1,6 . 10^-19 C ;  

Wca = q.Vca ;  

Wca = 1,6.10^-19 . 180 ;  

Wca = 288.10^19 ;  

Wca = 2,88 . 10^-17 J ;

Finalizando então, Vac = 180V , Va > Vc o que implica que a placa da esquerda tem maior potencial e está eletrizada com carga positiva e assim, o elétron (carga negativa) se deslocará espontaneamente de C para A, sendo atraído pela placa positiva fazendo com que o trabalho realizado seja positivo ;  

Wca = 2,88 . 10^-17J.

Explicação: