Question

Quando um rolo de fita adesiva é desenrolado, ocorre uma transferência de cargas negativas da fita para o rolo, conforme ilustrado na figura ao lado. Quando o campo elétrico criado pela distribuição de cargas é maior que o campo elétrico de ruptura do meio, ocorre uma descarga elétrica. Foi demonstrado recentemente que essa descarga pode ser utilizada como uma fonte econômica de raios-X.No ar, a ruptura dielétrica ocorre para campos elétricos a partir de 6 3 0 10 V/m E, =× . Suponha que ocorra uma descarga elétrica entre a fita e o rolo para uma diferença de potencial 9kV. V = Nessa situação, pode-se afirmar que a distância máxima entre a fita e o rolo vale a) 3 mm. b) 27 mm. c) 2 mm. d) 37 nm.

#UNICAMP

Answer 1

A distância máxima entre o rolo e a fita para que o fenômeno ocorra é de 3 milímetros. Letra a).

O campo elétrico de ruptura do dielétrico é de $3*10^9 V/m$.

Além disso, matematicamente, a relação entre potencial elétrico e campo elétrico, proveniente da teoria da eletrostática, é dada pela seguinte fórmula:

E = V/d

, onde E é o campo elétrico, V o potencial elétrico e d a distância.

Substituindo os valores fornecidos no enunciado, teremos:

$3*10^6 = 9*10^3/d\\\\d = 3*10^{-3} m = 3 mm$

Vale lembrar que essa ruptura de dielétrico é o mesmo que ocorre quando um raio acontece, pois a descarga elétrica é tão alta que rompe o dielétrico (nesse caso, o ar é o dielétrico), gerando assim o fenômeno luminoso.

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