O capacitor é composto por duas placas condutoras, separadas pelo dielétrico. Uma propriedade do dielétrico, conhecida como permissividade elétrica, descreve a relação entre o valor do campo elétrico e a tensão entre as placas do capacitor. Dentro desse contexto, é possível afirmar:

Alternativa E - Um capacitor com uma alta permissividade do dielétrico faz com que uma mesma quantidade de carga elétrica seja guardada com um campo elétrico menor.

Análise da Questão

Esta questão aborda os conceitos fundamentais de capacitores, dielétricos e a relação entre carga, campo elétrico e permissividade. Para identificar a resposta correta, precisamos analisar as propriedades físicas envolvidas.

Por que a Alternativa E está correta?

A permissividade elétrica ($\epsilon$) mede a capacidade de um material (dielétrico) de se polarizar quando submetido a um campo elétrico. Essa polarização cria um campo elétrico interno oposto ao campo aplicado pelas cargas nas placas.

Podemos demonstrar isso matematicamente usando a relação entre o vetor deslocamento elétrico ($D$), a permissividade e o campo elétrico ($E$):

$$D = \epsilon E$$

Sabendo que a densidade de carga superficial ($\sigma$) nas placas condutoras é igual ao vetor deslocamento elétrico ($D = \sigma = \frac{Q}{A}$), temos:

$$\frac{Q}{A} = \epsilon E$$

Isolando o campo elétrico ($E$):

$$E = \frac{Q}{\epsilon A}$$

• Conclusão: Observa-se que o campo elétrico ($E$) é inversamente proporcional à permissividade ($\epsilon$). Portanto, se mantivermos a mesma quantidade de carga ($Q$) e aumentarmos a permissividade do dielétrico, o campo elétrico resultante será menor. Isso ocorre porque o material dielétrico "neutraliza" parcialmente o efeito das cargas livres através da polarização.

Análise das Alternativas Incorretas

• Alternativa A: Os materiais dielétricos devem ser isolantes. Se permitissem condução de corrente, haveria um curto-circuito entre as placas, impedindo o armazenamento de energia no campo elétrico.
• Alternativa B: A permissividade influencia diretamente na capacitância. A fórmula para um capacitor de placas paralelas é $$C = \frac{\epsilon A}{d}$$. Quanto maior a permissividade, maior a capacitância.
• Alternativa C: Em circuitos de corrente alternada (CA), a frequência afeta o comportamento do dielétrico (fenômenos de dispersão e perdas dielétricas). Ignorar isso pode levar a erros no cálculo da reatância capacitiva ($X_C$) e da potência dissipada.
• Alternativa D: A relação descrita refere-se à propriedade elétrica chamada permissividade. O termo permeabilidade relaciona-se com campos magnéticos ($B$ e $H$), não elétricos.