Física III ⇒ Ufam (2015) - Eletrodinâmica Tópico resolvido

[Albe]

A rigidez dielétrica corresponde ao maior valor de intensidade do campo elétrico aplicado a um
isolante, sem que ele se torne um condutor e
varia de um material isolante para outro. No caso
do ar, a rigidez dielétrica depende de diversos
fatores, dentre eles a pressão, a temperatura, a
taxa de crescimento da tensão, a umidade
relativa do ar, etc., mas seu valor típico é de
aproximadamente 30KV/cm. Assim, quando a
intensidade do campo elétrico no ar ultrapassar
esse valor, ele deixa de ser isolante e torna-se
condutor. Sabe-se que durante a formação de
uma tempestade ocorre separação de cargas
elétricas, ficando as nuvens mais baixas
eletrizadas negativamente, enquanto as nuvens
mais altas se eletrizam positivamente. À medida
que a quantidade de cargas elétricas nas nuvens
aumenta, a intensidade destes campos vai aumentando, podendo ultrapassar o valor de
quebra da rigidez dielétrica do ar. Quando isso
acontece, o ar torna-se condutor e uma enorme
centelha elétrica (relâmpago) irá saltar de uma
nuvem para outra ou de uma nuvem para a Terra.
No entanto, estudos recentes indicam que a
intensidade do campo elétrico dentro das nuvens
de tempestade atinge valores máximos entre 1 e
4KV/cm, inferiores, portanto, àquele para a
quebra da rigidez dielétrica do ar na altura das
nuvens, indicando que outros processos atuam
na formação de um relâmpago. Considere a
situação em que duas nuvens, eletrizadas com
cargas iguais e de sinais opostos, estão
separadas por 200m. De maneira simplificada,
podemos modelar esta situação considerando as duas nuvens como constituindo um capacitor
plano de capacitância 0,1 [tex3]\eta [/tex3] F. Deste modo, podemos afirmar que, no momento em que a intensidade do campo elétrico entre as nuvens atinge o valor de 4KV/cm, a diferença de
potencial entre as nuvens e a quantidade de
carga em cada nuvem vale, respectivamente:

a) 4,0×[tex3]10^{7}[/tex3] V e 4,0×[tex3]10^{-3}[/tex3] C
b) 4,0×[tex3]10^{8}[/tex3] V e 4,0×[tex3]10^{-2}[/tex3] C
c) 8,0×[tex3]10^{5}[/tex3] V e 8,0 C
d) 8,0×[tex3]10^{7}[/tex3] V e 8,0×[tex3]10^{-3}[/tex3] C
e) 8,0×[tex3]10^{7}[/tex3] V e 8,0 C

Resposta

---

D

[fkaio]

Essa questão já foi respondida nesse tópico: viewtopic.php?t=76564

[Albe]

Poxa, sou desatento. Muito obrigado, rsrs!