Teoria eletromagnetica

Teoria Eletromagnetica

ATPS

6º Semestre

Etapa 1

Passo 1

Também chamado de condensador, ele é um dispositivo de circuito elétrico que tem como função armazenar cargas elétricas e consequente energia eletrostática, ou elétrica. Ele é constituído de duas peças condutoras que são chamadas de armaduras. Entre essas armaduras existe um material que é chamado de dielétrico. Dielétrico é uma substância isolante que possui alta capacidade de resistência ao fluxo de corrente elétrica. A utilização dos dielétricos tem várias vantagens. A mais simples de todas elas é que com o dielétrico podemos colocar as placas do condutor muito próximas sem o risco de que eles entrem em contato. Qualquer substância que for submetida a uma intensidade muito alta de campo elétrico pode ser tornar condutor, por esse motivo é que o dielétrico é mais utilizado do que o ar como substância isolante, pois se o ar for submetido a um campo elétrico muito alto ele acaba por se tornar condutor.

Os capacitores são utilizados nos mais variados tipos de circuitos elétricos, nas máquinas fotográficas armazenando cargas para o flash, por exemplo. Eles podem ter o formato cilíndrico ou plano, dependendo do circuito ao qual ele está sendo empregado.

Capacitância

É denominada capacitância C a propriedade que os capacitores têm de armazenar cargas elétricas na forma de campo eletrostático, e ela é medida através do quociente entre a quantidade de carga (Q) e a diferença de potencial (V) existente entre as placas do capacitor, matematicamente fica da seguinte forma:

No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de capacitância é o farad (F), no entanto essa é uma medida muito grande e que para fins práticos são utilizados valores expressos em microfarads (μF), nanofarads (nF) e picofarads (pF). A capacitância de um capacitor de placas paralelas, ao ser colocado um material dielétrico entre suas placas, pode ser determinado da seguinte forma:

Onde:

εo é a permissividade do espaço;

A é a área das placas;

d é a distância entre as placas do capacitor.

Passo 2

R=A-B

R=4ax-3ay-2az

R=42+(-3)2+(-2)2

R=18+9+4

R=√29

E=Q4*π*8,85*10-12*d2*a

E=64,4*10-94*π*8,85*10-12*√292*4ax-3ay-2az√29

E=19,97*4ax-3ay-2az√29

E=3,70*4ax-3ay-2azNC

Passo 3

O elétron abandonado, sofrerá repulsão da placa negativa e atração por parte da placa positiva.

|E| = |F| / q

A força elétrica é a força resultante.

|F| = m*a

A velocidade média não deve ser usada diretamente porque há aceleração devido à força elétrica.

Lembremos que Vm = (V + Vo) / 2

Vo = 0 ==> Vm = V/2

Vm = 12 * 10^-2 / 3*10^-7 = 4*10^5 m/s

V = Vm * 2 = 4*10^5 * 2 = 8*10^5 m/s (essa é uma parte da resposta)

a = ΔV / Δt

a = 8*10^5 / 3*10^-7 = 8/3 * 10^12 m/s²

|F| = m*a = 9 x 10^-31 * 8/3 * 10^12 = 24 * 10^-19 N = 2,4 * 10^-18 N

|E| = 2,4 * 10^-18 / 1,6 x 10^-19 = 1,5 * 10 = 15 N/C (outra parte da resposta)

Resposta: a intensidade do campo elétrico é de 15 N/C e a velocidade do elétron no momento em que atinge a segunda placa é de 8*10^5 m/s.

O campo elétrico tem origem na placa positiva

Passo 4

4 *pi * raio²

Temos o valor de pi = 3,14, e o raio = 50cm = 0,5 m. Calcularemos a área da esfera.

Área = 4 * 3,14 * (0,5)² = 3,14 m²

densidade = 8,0 x 10(elevado a -6) C/m

Calculo da carga

Densidade = carga / area

carga = densidade * area

carga = 8 x 10(elevado a -6) * 3,14

carga = 2,512 x 10(elevado a -5) C

Etapa 2

Passo 1

Q' = C'∙U'

Q' = 100∙10⁻¹²∙50

Q' = 5000∙10⁻¹²

║ Q' = 5∙10⁻⁹ C ou 5 nC ║ → [n (nano) = 10⁻⁹]

Q = C∙U

U = Q/C

U' = Q'/C' e U'' = Q''/C''

U' = U''

Q'/C' = Q''/C''

5∙10⁻⁹/100∙10⁻¹² = Q''/C''

10⁻⁹∙10¹²/20 = Q''/C''

10⁻⁹∙10¹²/20 = Q''/C''

10³/20 = Q''/C''

1000/20 = Q''/C''

║ 50 = Q''/C'' ║ → [Relação I]

Ce = C' + C''

Ce = 100∙10⁻¹² + C''

║ Ce = 10⁻⁹ + C'' ║ → [Relação