Condensador esférico ligado à terra

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Metadata

• CONTEXTO : Primeiro ciclo universitário
• AREA: Física
• DISCIPLINA: Eletromagnetismo e Óptica
• ANO: 2
• LINGUA: pt
• AUTOR: Jorge Loureiro
• MATERIA PRINCIPAL: Eletrostática na matéria
• DESCRICAO: Determinação do potencial e do campo elétricos no espaço entre armaduras. Determinação da carga elétrica em cada armadura e no dielétrico.
• DIFICULDADE: ****
• TEMPO MEDIO DE RESOLUCAO: 15 min
• TEMPO MAXIMO DE RESOLUCAO: 30 min
• PALAVRAS CHAVE: campo elétrico, condensador, dielétrico, potencial, Poisson

Considere o condensador esférico representado na figura, constituído por um condutor interior de raio $R_1 = 2\text{ cm}$ e por uma coroa esférica de raios $R_2 = 4\text{ cm}$ e $R_3 = 6\text{ cm}$, separados por um dielétrico de permitividade relativa $\epsilon_r = 2$.

1. Sabendo que os dois condutores se encontram aos potenciais $V_1 = 450\text{ V}$ (condutor interior) e $V_2 = 0$ (coroa esférica), determine as expressões do potencial elétrico e do campo eletrostático no espaço entre armaduras.
2. Determine a carga elétrica existente em cada armadura do condensador e as densidades de carga de polarização no dielétrico.