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Duas placas com cargas opostas

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A geometria conhecida como placas paralelas pode ser descrita como dois planos infinitos eletricamente carregados com cargas iguais e opostas.

>Modelo

ID:(2076, 0)


Mecanismos

Descrição


ID:(15795, 0)


Partícula em campo elétrico infinito de duas placas

Descrição

No caso de uma superfície gaussiana plana, o campo elétrico ($\vec{E}$) é constante na direção de o versor normal para seção ($\hat{n}$). Portanto, utilizando as variáveis la charge ($Q$), la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$) e la constante dielétrica ($\epsilon$), pode-se calcular integrando sobre la superfície na qual o campo elétrico é constante ($dS$):

$\displaystyle\int_S\vec{E}\cdot\hat{n}\,dS=\displaystyle\frac{Q}{\epsilon_0\epsilon}$



o que é mostrado no gráfico



Além disso, la densidade de carga por área ($\sigma$) é calculado utilizando la superfície ($S$) e la charge ($Q$) de acordo com a seguinte equação:

$ \sigma = \displaystyle\frac{ Q }{ S }$



Portanto, conclui-se que o campo elétrico, duas placas infinitas ($E_d$) é:

$ E_d =\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon }$


ID:(11836, 0)


Partícula em potencial elétrico infinito de duas placas

Descrição

O potencial elétrico, duas placas infinitas ($\varphi_d$) em relação a o campo elétrico, duas placas infinitas ($E_d$) e la posição no eixo z ($z$) é expresso como:

$ \varphi_d = -\displaystyle\int_0^z du\,E_d$



De maneira semelhante, o campo elétrico, duas placas infinitas ($E_d$) em relação a la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$), la constante dielétrica ($\epsilon$) e la densidade de carga por área ($\sigma$) é definido como:

$ E_d =\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon }$



Integrando a partir da origem, obtemos:

$\varphi_d = -\displaystyle\int_0^z du \displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon }= -\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon } z$



Portanto, o potencial elétrico, duas placas infinitas ($\varphi_d$) é dado por:

$ \varphi_d = -\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon } z $



Como ilustrado no seguinte gráfico:



o campo em dois pontos deve possuir a mesma energia. Portanto, as variáveis la charge ($Q$), la massa molar ($m$), la velocidade 1 ($v_1$), la velocidade 2 ($v_2$) e o potencial elétrico 1 ($\varphi_1$) conforme a equação:

$ \varphi_1 = -\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon } z_1 $



e o potencial elétrico 2 ($\varphi_2$), conforme a equação:

$ \varphi_2 = -\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon } z_2 $



devem satisfazer a seguinte relação:

$ \displaystyle\frac{1}{2} m v_1 ^2 + q \varphi_1 = \displaystyle\frac{1}{2} m v_2 ^2 + q \varphi_2 $


ID:(11843, 0)


Modelo

Descrição



ID:(15805, 0)


Duas placas com cargas opostas

Descrição

A geometria conhecida como placas paralelas pode ser descrita como dois planos infinitos eletricamente carregados com cargas iguais e opostas.

Variáveis

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$E_d$
E_d
Campo elétrico, duas placas infinitas
V/m
$q$
q
Carga de teste
C
$Q$
Q
Charge
C
$\epsilon$
epsilon
Constante dielétrica
-
$\sigma$
sigma
Densidade de carga por área
C/m^2
$m$
m
Massa molar
kg
$z_1$
z_1
Posição em 1
m
$z_2$
z_2
Posição em 2
m
$\varphi_1$
phi_1
Potencial elétrico 1
V
$\varphi_2$
phi_2
Potencial elétrico 2
V
$v_1$
v_1
Velocidade 1
m/s
$v_2$
v_2
Velocidade 2
m/s
$S$
S
Zona do condutor
m^2

Cálculos


Primeiro, selecione a equação:   para ,  depois, selecione a variável:   para 

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

 Variáve   Dado   Calcular   Objetivo :   Equação   A ser usado



Equações

No caso de uma superf cie gaussiana plana, o campo elétrico ($\vec{E}$) constante na dire o de o versor normal para seção ($\hat{n}$). Portanto, utilizando as vari veis la charge ($Q$), la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$) e la constante dielétrica ($\epsilon$), pode-se calcular integrando sobre la superfície na qual o campo elétrico é constante ($dS$):

$\displaystyle\int_S\vec{E}\cdot\hat{n}\,dS=\displaystyle\frac{Q}{\epsilon_0\epsilon}$



Al m disso, la densidade de carga por área ($\sigma$) calculado utilizando la superfície ($S$) e la charge ($Q$) de acordo com a seguinte equa o:

$ \sigma = \displaystyle\frac{ Q }{ S }$



Portanto, conclui-se que o campo elétrico, duas placas infinitas ($E_d$) :

$ E_d =\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon }$


(ID 11449)

O potencial elétrico, duas placas infinitas ($\varphi_d$) em rela o a o campo elétrico, duas placas infinitas ($E_d$) e la posição no eixo z ($z$) expresso como:

$ \varphi_d = -\displaystyle\int_0^z du\,E_d$



De maneira semelhante, o campo elétrico, duas placas infinitas ($E_d$) em rela o a la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$), la constante dielétrica ($\epsilon$) e la densidade de carga por área ($\sigma$) definido como:

$ E_d =\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon }$



Integrando a partir da origem, obtemos:

$\varphi_d = -\displaystyle\int_0^z du \displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon }= -\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon } z$



Portanto, o potencial elétrico, duas placas infinitas ($\varphi_d$) dado por:

$ \varphi_d = -\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon } z $


(ID 11587)

O potencial elétrico, duas placas infinitas ($\varphi_d$) em rela o a o campo elétrico, duas placas infinitas ($E_d$) e la posição no eixo z ($z$) expresso como:

$ \varphi_d = -\displaystyle\int_0^z du\,E_d$



De maneira semelhante, o campo elétrico, duas placas infinitas ($E_d$) em rela o a la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$), la constante dielétrica ($\epsilon$) e la densidade de carga por área ($\sigma$) definido como:

$ E_d =\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon }$



Integrando a partir da origem, obtemos:

$\varphi_d = -\displaystyle\int_0^z du \displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon }= -\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon } z$



Portanto, o potencial elétrico, duas placas infinitas ($\varphi_d$) dado por:

$ \varphi_d = -\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon } z $


(ID 11587)


Exemplos


(ID 15795)

No caso de uma superf cie gaussiana plana, o campo elétrico ($\vec{E}$) constante na dire o de o versor normal para seção ($\hat{n}$). Portanto, utilizando as vari veis la charge ($Q$), la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$) e la constante dielétrica ($\epsilon$), pode-se calcular integrando sobre la superfície na qual o campo elétrico é constante ($dS$):

$\displaystyle\int_S\vec{E}\cdot\hat{n}\,dS=\displaystyle\frac{Q}{\epsilon_0\epsilon}$



o que mostrado no gr fico



Al m disso, la densidade de carga por área ($\sigma$) calculado utilizando la superfície ($S$) e la charge ($Q$) de acordo com a seguinte equa o:

$ \sigma = \displaystyle\frac{ Q }{ S }$



Portanto, conclui-se que o campo elétrico, duas placas infinitas ($E_d$) :

$ E_d =\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon }$


(ID 11836)

O potencial elétrico, duas placas infinitas ($\varphi_d$) em rela o a o campo elétrico, duas placas infinitas ($E_d$) e la posição no eixo z ($z$) expresso como:

$ \varphi_d = -\displaystyle\int_0^z du\,E_d$



De maneira semelhante, o campo elétrico, duas placas infinitas ($E_d$) em rela o a la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$), la constante dielétrica ($\epsilon$) e la densidade de carga por área ($\sigma$) definido como:

$ E_d =\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon }$



Integrando a partir da origem, obtemos:

$\varphi_d = -\displaystyle\int_0^z du \displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon }= -\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon } z$



Portanto, o potencial elétrico, duas placas infinitas ($\varphi_d$) dado por:

$ \varphi_d = -\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon } z $



Como ilustrado no seguinte gr fico:



o campo em dois pontos deve possuir a mesma energia. Portanto, as vari veis la charge ($Q$), la massa molar ($m$), la velocidade 1 ($v_1$), la velocidade 2 ($v_2$) e o potencial elétrico 1 ($\varphi_1$) conforme a equa o:

$ \varphi_1 = -\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon } z_1 $



e o potencial elétrico 2 ($\varphi_2$), conforme a equa o:

$ \varphi_2 = -\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon } z_2 $



devem satisfazer a seguinte rela o:

$ \displaystyle\frac{1}{2} m v_1 ^2 + q \varphi_1 = \displaystyle\frac{1}{2} m v_2 ^2 + q \varphi_2 $


(ID 11843)



(ID 15805)

A densidade superficial de carga calculada dividindo a carga total pela rea da superf cie. Portanto, a rela o entre la densidade de carga por área ($\sigma$) e la charge ($Q$) com la zona do condutor ($S$) estabelecida como:

$ \sigma = \displaystyle\frac{ Q }{ S }$



(ID 11460)

O campo elétrico, duas placas infinitas ($E_d$) com la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$), la constante dielétrica ($\epsilon$) e la densidade de carga por área ($\sigma$) igual a:

$ E_d =\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon }$



(ID 11449)

O potencial elétrico, duas placas infinitas ($\varphi_d$) com la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$), la constante dielétrica ($\epsilon$), la densidade de carga por área ($\sigma$) e la posição no eixo z ($z$) igual a:

$ \varphi_d = -\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon } z $



(ID 11587)

O potencial elétrico, duas placas infinitas ($\varphi_d$) com la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$), la constante dielétrica ($\epsilon$), la densidade de carga por área ($\sigma$) e la posição no eixo z ($z$) igual a:

$ \varphi_d = -\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon } z $



(ID 11587)

Os potenciais el tricos, que representam a energia potencial por unidade de carga, influenciam como a velocidade de uma part cula varia. Consequentemente, devido conserva o de energia entre dois pontos, segue-se que na presen a das vari veis la carga ($q$), la massa molar ($m$), la velocidade 1 ($v_1$), la velocidade 2 ($v_2$), o potencial elétrico 1 ($\varphi_1$) e o potencial elétrico 2 ($\varphi_2$), a seguinte rela o deve ser satisfeita:

$ \displaystyle\frac{1}{2} m v_1 ^2 + q \varphi_1 = \displaystyle\frac{1}{2} m v_2 ^2 + q \varphi_2 $



(ID 11596)


ID:(2076, 0)