Existe uma capacitância entre a Terra e a Lua e, se houver diferença de potencial suficiente, poderia ocorrer um ataque de descarga?
capacitance
Skyler
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Respostas:
A capacitância entre duas placas varia conforme:
em que é a distância entre as placas, é a área das placas e é a constante de Coulomb. Distância da Terra à Lua: Superfície equivalente da terra aproximada: Portanto,A e e = 8,9 × 10 - 12 d = 4 × 10 8 metro A = ( 1,28 × 10 4 ) 2 C = 8,9 × 10 - 12 × 1,64 × 10 8d UMA e
Os números foram truncados para o mais próximo do terceiro lugar.
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Lembro-me que - em uma de suas colunas em "Electronic Design" - o falecido Bob Pease mostrou como calcular essa capacitância. Agora mesmo eu encontrei um adendo à contribuição original: aqui vem
Cotação RAPease :
Publicado originalmente em Electronic Design, 3 de setembro de 1996.
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Eu acredito que as respostas são
1) Editar: veja outras respostas sobre Bob Pease
2) Não há razão teórica para não fazê-lo, mas há várias razões práticas:
Requer uma quantidade colossal de carga. A Wikipedia afirma que a tensão de ruptura do vácuo é de 20 MV / metro. A lua está a 384.400.000 metros da Terra. Isso coloca a tensão mínima em 7.688.000.000.000.000 volts.
De onde viria essa cobrança?
O "vento solar" contém um fluxo constante de partículas carregadas que se movem em velocidade. Ao entrar na atmosfera da Terra, isso resulta na aurora boreal. Ao encontrar um planeta com uma carga não-neutra muito grande, ele tenderá a atrair cargas opostas e a repelir cargas semelhantes, reduzindo gradualmente a carga líquida a zero.
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É simples calcular a capacitância de dois condutores. Coloque quantidades iguais e opostas de carga em cada condutor e calcule a tensão entre eles. Por definição, C = Q / V.
No caso da Terra e da Lua, o cálculo é difícil porque as cargas não são distribuídas por esferas perfeitas, mas oblizam os esferóides. Para uma aproximação razoável, porém, podemos assumir que são esferas.
Com essa aproximação, a diferença de potencial elétrico é aproximadamente (a cerca de 0,3%) igual à diferença de potencial de cada corpo em sua própria superfície. Isso é um pouco estranho, mas porque a Lua está tão distante, o potencial elétrico de dizer que a Terra na Lua é muito pequeno quando comparado ao potencial elétrico da própria Lua.
A capacitância mútua é bastante pequena comparada com a capacitância própria da Terra e da Lua separadamente. A auto capacitância da Terra é de cerca de 709 microFarads e a da Lua é de cerca de 193 microfarads. A capacitância efetiva do par é 1/709 + 1/193 = 1 / Ceq, então Ceq = 152 microfarads. Mais uma vez, é estranho que a capacitância entre a Terra e a Lua não dependa do raio orbital da Lua, mas essa é a resposta.
Para solucionar esse problema, você precisa integrar o campo elétrico entre a Terra e a Lua em qualquer caminho entre eles e, em seguida, dividir essa tensão na carga que você usou para criar o campo. Isso mostrará uma pequena dependência da separação. Como último comentário, esse é um bom problema, pois mostra que os próprios condutores mantêm carga e armazenam energia em seus respectivos campos elétricos. A capacitância deve ser responsável por toda essa energia.
Normalmente, a capacitância mútua domina como em um capacitor de placa paralela com um pequeno espaço entre as placas. Mas a capacitância de um capacitor de placa paralela, onde a proporção entre placas e gap é muito pequena, é apenas a soma da capacitância de cada placa isolada!
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