科学者は、デバイスの動作に必要なエネルギーを蓄えるために平行板コンデンサーを使用する電子デバイスの開発に取り組んでいます。彼は、側面が20cmの正方形の板を持つコンデンサーと、その板の間に挿入された誘電体の誘電率が5のものを持っています。板の間の距離は2mmです。 a) 板の面積を平方メートルで計算してください。 b) C = (ε₀ * εr * A) / dの式を使用して、ファラッドでのコンデンサーの静電容量を決定します。ここで、ε₀は真空の電気許容率(8.85 x 10⁻¹² F/m)、εrは誘電体の誘電率、Aは板の面積、dはメートル単位の板間距離です。 c) デバイスが10Vの電圧で動作する場合、コンデンサーに蓄えられたエネルギー(ジュール単位)を計算します。E = (1/2) * C * V²の式を使用します。ここで、Eはエネルギー、Cは静電容量、Vは電圧です。
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