Quais dos seguintes meios podem ser considerados como condutores em 8 MHz ?
(a) Solo úmido pantanoso ( varepsilon=15 varepsilono, mu=muo, sigma=10^-2 S / m)
(b) Germânio intrínseco ( varepsilon=16 varepsilono, mu=muo, sigma=0,025 S / m )
© Água do mar (varepsilon=81 varepsilono, mu=muo, sigma=25 S / m).

Passo 1

Beleza, vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. A pergunta é sobre identificar quais dos meios listados podem ser considerados condutores quando estamos lidando com uma frequência de 8 MHz. Para resolver isso, vamos precisar entender como a condutividade elétrica (σ) e a permittividade (ε) dos materiais se comportam em relação à frequência. Basicamente, queremos ver se o material permite que a corrente elétrica passe facilmente nessa frequência específica.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar que a condutividade elétrica (σ) indica o quanto um material pode conduzir eletricidade. Valores mais altos de σ significam que o material é um bom condutor. Por outro lado, a permittividade (ε) está relacionada à capacidade do material de armazenar energia elétrica em um campo elétrico.
Para determinar se um material se comporta como um condutor ou não em uma determinada frequência, usamos a comparação entre σ e ωε, onde:
omega = 2pi f
e é a frequência.
Se , o material se comporta como um condutor. Caso contrário, ele se comporta mais como um isolante.

Passo 3

Vamos calcular omega = 2pi f = 2pi times 8 times 10^6 , Hz approx 5,0265 times 10^7 , rad/s para a frequência dada:

Passo 4

Agora, vamos calcular varepsilon = 15 varepsilon0 = 15 times 8,85 times 10^-12 approx 1,3275 times 10^-10 , F/m para cada material. Lembrando que omegavarepsilon approx 5,0265 times 10^7 times 1,3275 times 10^-10 approx 6,67 times 10^-3 , S/m , onde varepsilon = 16 varepsilon0 = 16 times 8,85 times 10^-12 approx 1,416 times 10^-10 , F/m é a permissividade do vácuo ( omegavarepsilon approx 5,0265 times 10^7 times 1,416 times 10^-10 approx 7,11 times 10^-3 , S/m ).
a) Solo úmido pantanoso
varepsilon = 81 varepsilon0 = 81 times 8,85 times 10^-12 approx 7,1685 times 10^-11 , F/m
omegavarepsilon approx 5,0265 times 10^7 times 7,1685 times 10^-11 approx 3,603 times 10^-3 , S/m
Comparando com , temos , então é condutor.
b) Germânio intrínseco
Comparando com , temos , então é condutor.
c) Água do mar
Comparando com , temos , então é condutor.

Resposta

Todos os meios listados (a, b e c) podem ser considerados condutores em 8 MHz.

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