Em um microfone capacitivo, uma das placas do capacitor é uma membrana que vibra quando atingida por ondas…

Questão

Em um microfone capacitivo, uma das placas do capacitor é uma membrana que vibra quando atingida por ondas sonoras. Suponha que a área das placas e o material entre elas permaneçam constantes. Um estudante afirma que, quando a membrana se aproxima da outra placa, a capacitância diminui, pois o espaço entre as placas fica menor. A afirmação do estudante está correta? Avalie-a com base na relação entre a distância das placas e a capacitância do microfone.

1. A) Não. A afirmação está incorreta: como a área das placas e o material entre elas permanecem constantes, a capacitância não se altera quando a membrana se desloca, mesmo que a distância entre as placas varie.
2. B) Não. A afirmação está incorreta: a distância entre as placas não determina a capacitância do microfone; para que ela varie, seria necessário que a área das placas também se alterasse.
3. C) Sim. A afirmação está correta: com a aproximação da membrana, a capacitância diminui, pois a redução do espaço entre as placas dificulta o armazenamento de carga elétrica.
4. D) Não. A afirmação está incorreta: ao se aproximar, a membrana reduz a distância entre as placas, e a capacitância aumenta, pois, mantidas as demais condições, ela é inversamente proporcional a essa distância.
5. E) Não. A afirmação está incorreta: a capacitância do microfone depende da rapidez com que a membrana vibra, e não da distância entre as placas; por isso, sua variação acompanha a velocidade do movimento.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Lembre a fórmula do capacitor de placas paralelas: C = k·ε0·A/d, em que A é a área das placas, d é a distância entre elas, k é a constante dielétrica do material e ε0 é a permissividade do vácuo.
2. Como a área A e o material (k) permanecem constantes, o produto k·ε0·A é uma constante. Logo, a capacitância C é inversamente proporcional à distância d.
3. Quando a membrana se aproxima da outra placa, d diminui. Como C é inversamente proporcional a d, a capacitância aumenta, e não diminui. A afirmação do estudante está incorreta.
4. Alternativa A: erra ao dizer que a capacitância não se altera; ela depende de d, mesmo com A e o material constantes.
5. Alternativa B: erra ao dizer que a distância não determina C; na fórmula, d é justamente a variável que controla a capacitância quando A é fixa.
6. Alternativa C: erra na conclusão e na justificativa, pois menor distância aumenta a capacitância, e a explicação de dificuldade de armazenar carga é incorreta.
7. Alternativa E: erra ao atribuir a capacitância à velocidade de vibração; a grandeza depende da geometria e do material, não da rapidez do movimento.
8. Conclusão: a alternativa correta é a D, que afirma corretamente que a aproximação reduz d e aumenta C, sendo C inversamente proporcional a d.

💡 Dica: Use C = εA/d e observe que área e material permanecem constantes.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

Questões parecidas com resolução

• Em um microfone capacitivo, uma das placas é uma membrana que vibra com a onda sonora. Considere um modelo no qual a…
• Em um experimento, um capacitor de placas paralelas é carregado por uma bateria e, em seguida, desconectado dela. Com o…
• Em uma bancada de teste de um transmissor, um circuito LC ideal é formado por um indutor de indutância constante e um…
• Em um experimento de laboratório, um capacitor de capacitância 4,0 microfarads é conectado a uma bobina de indutância…
• Um sintetizador artesanal usa um circuito RC de relaxação para gerar pulsos periódicos que alimentam um pequeno…
• Durante uma atividade de Física, estudantes posicionaram um alto-falante no centro de um corredor amplo e mantiveram sua…