Você está projetando capacitores para diversas aplicações. Para uma das aplicações, você d...

Você está projetando capacitores para diversas aplicações. Para uma das aplicações, você deseja obter a maior energia acumulada possível. Para uma segunda aplicação, você deseja obter a carga máxima acumulada no sistema. Para uma terceira aplicação, você deseja obter a diferença de potencial máxima sem que ocorra a ruptura dielétrica do capacitor. Você começa com um capacitor plano de placas paralelas com ar entre as placas, sendo C0 = 6,0 pF e a distância entre as placas igual a 2,50 mm. A seguir, você deseja usar cada um dos materiais die-létricos listados na Tabela 24.2. Em cada aplicação o dielétrico deve preencher todo o volume entre as placas, e o campo elétrico não pode passar de 50% do valor de rigidez dielétrica fornecida naquela tabela. (a) Calcule o valor da energia elétrica armazenada no capacitor para cada um dos cinco materiais listados naquela tabela. (b) Para cada material, qual é a carga Q acumulada em cada placa do capacitor? (c) Para cada material, qual é a tensão elétrica aplicada entre as placas do capacitor? (d) Qual dos materiais listados naquela tabela você escolheria para que a constante dielétrica se adaptasse melhor para as três experiências?

TABELA 24.2 Constante dielétrica e rigidez dielétrica de alguns materiais isolantes.