Exercici 0

a) La capacitat d'un condensador és la relació entre la càrrega de les plaques i la diferència de potencial entre elles. La càrrega en funció de la diferència de potencial és

Q = C ΔV.

La capacitat d'un condensador de cares plano-paral·leles, negligint els efectes de les voreres, és proporcional a l'àrea de les plaques i inversament proporcional a la distància que les separa. La constant de proporcionalitat és la permitivitat del buit. La capacitat dels dos discs és

C = ε₀ A / d = 33.2 pF

Usant aquesta capacitat dins l'Eq. (1) s'obté

Q = 3.00 nC

b) La distància entre les plaques perquè el condensador tengui una capacitat de 53 pF ha de ser,

d =  ε₀ A / C = 1.00 mm

c) La capacitat del condensador amb tefló entre els discs és

Com que la rigidesa dielèctrica del tefló és de 60 kV/mm. el camp elèctric entre les plaques no ha de superar aquest valor. La diferència de potencial entre plaques quan el camp arribi a 60 kV/mm serà

ΔV = E d = 6.0 kV.

La càrrega del condensador ha de donar una diferència de potencial inferior,

La càrrega màxima és

Q_màx = 111.56 pF 6 kV = 0.67 μC