ATPS Fisica3 Etapa 2

ETAPA 2 (tempo para realização: 05 horas)

Aula-tema: Potencial Elétrico. Capacitância.

Essa atividade é importante para compreender a definição de potencial elétrico e

conseguir calcular esse potencial a partir do campo elétrico. Essa etapa também é importante

para estudar a energia armazenada num capacitor, considerando situações cotidianas.

Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

PASSOS

Passo 1 (Equipe)

Determinar uma expressão para o potencial elétrico em função da distância r a partir do eixo

do cano. (O potencial é zero na parede do cano, que está ligado a terra).

Passo 2 (Equipe)

Calcular a diferença de potencial elétrico entre o eixo do cano e a parede interna para uma

densidade volumétrica de cargas típica, r = 1,1 x 10-3 C/m3.

Passo 3 (Equipe)

Determinar a energia armazenada num operário, considerando que o homem pode ser

modelado por uma capacitância efetiva de 200 pF e cada operário possui um potencial

elétrico de 7,0 kV em relação a Terra, que foi tomada como potencial zero.

Passo 4 (Equipe)

Verificar a possibilidade de uma explosão, considerando a segunda condição, ou seja, a

energia da centelha resultante do passo anterior ultrapassou 150 mJ, fazendo com que o pó

explodisse?

Etapa 2

Passo 1

Determinar uma expressão para o potencial elétrico em função da distância r a partir do eixo do cano. (O potencial é zero na parede do cano, que está ligado a terra).

V=K*Qd

Passo 2

Calcular a diferença de potencial elétrico entre o eixo do cano e a parede interna para uma densidade volumétrica de cargas típica, ρ=1,1*〖10〗^(-3) C/m3.

V=-ρ*r^2*ε0

V=-1,1*〖10〗^(-3)*〖0,05〗^2*8,85*〖10〗^(-12)=〖-2,43*10〗^(-17) JC

Passo 3

Determinar a energia armazenada num operário, considerando que o homem pode ser

modelado por uma capacitância efetiva de 200 pF e cada operário possui um potencial

elétrico de 7,0 kV em relação a Terra, que foi tomada como potencial zero.

Q=〖200*10〗^(-12)*〖7,0*10〗^3=〖1,4*10〗^(-6)

Q=1,4μC

Passo 4

Verificar a possibilidade de uma explosão, considerando a segunda condição, ou seja,