Um capacitor composto por dois condutores planos e paralelos espaçados por 2 cm e com 40 cm2 de superfície tem o interior preenchido com um dielétr...

a) A capacitância (C) do capacitor pode ser calculada pela fórmula C = εA/d, onde ε é a constante dielétrica do material entre as placas, A é a área das placas e d é a distância entre elas. Substituindo os valores dados, temos: C = (7 * 8,85 * 10^-12 * 40 * 10^-4) / 2 * 10^-2 C = 12,46 nF A resistência de perdas (R) pode ser calculada pela fórmula R = 1/(σ*A), onde σ é a condutividade do material entre as placas e A é a área das placas. Substituindo os valores dados, temos: R = 1/(10^-12 * 40 * 10^-4) R = 2,5 kΩ b) A quantidade de cargas (Q) armazenada pelo capacitor pode ser calculada pela fórmula Q = C*V, onde C é a capacitância do capacitor e V é a tensão aplicada entre as placas. Substituindo os valores dados, temos: Q = 12,46 * 10^-9 * 15 Q = 186,9 nC O módulo do campo elétrico entre as placas pode ser calculado pela fórmula E = V/d, onde V é a tensão aplicada entre as placas e d é a distância entre elas. Substituindo os valores dados, temos: E = 15 / 2 * 10^-2 E = 750 V/m c) Após estar um longo tempo ligado a uma tensão de 15 V, o capacitor estará completamente carregado e a carga armazenada será igual a Q = C*V = 12,46 * 10^-9 * 15 = 186,9 nC. Quando o dielétrico é removido, a capacitância do capacitor aumenta, pois a constante dielétrica do vácuo é maior do que a do material que preenchia o capacitor. A nova capacitância pode ser calculada pela fórmula C' = ε0A/d, onde ε0 é a constante dielétrica do vácuo. Substituindo os valores, temos: C' = 8,85 * 10^-12 * 40 * 10^-4 / 2 * 10^-2 C' = 17,7 nF A carga armazenada permanece constante, então temos: Q' = C'*V Q' = 17,7 * 10^-9 * 15 Q' = 265,5 nC O módulo do campo elétrico entre as placas pode ser calculado pela fórmula E' = V/d, onde V é a tensão aplicada entre as placas e d é a distância entre elas. Substituindo os valores, temos: E' = 15 / 2 * 10^-2 E' = 750 V/m