Questão 3314826

Duas placas metálicas planas, retangulares, de altura H = 20 cm e largura L = 10 cm, estão montadas verticalmente dentro de um tanque, paralelas entre si, separadas por uma distância fixa d = 1,0 cm. O tanque está totalmente preenchido por um fluido dielétrico (óleo mineral), com constante dielétrica relativa κ = 4,0 formando um capacitor.

Em seguida, o capacitor é conectado a uma fonte e carregado até atingir V₀ = 4,0 kV. Já desconectado da fonte, abre-se uma válvula no fundo do tanque para escoar o fluido e, à medida que o nível do fluido desce, o espaço acima do nível passa a ser ocupado por ar (κ ≈ 1,0).

Considerando a rigidez dielétrica do ar E_ar = 1,0 × 106 V/m e ε₀ = 8,85 × 10^-12 F/m, o valor que apresenta corretamente o nível de fluido, em centímetros, medido a partir da base do tanque onde ocorre a ruptura dielétrica, está indicado em