Um condutor metálico é percorrido por uma corrente de 1,5×10³A.Ql Qual o intervalo de tempo é necessário para 3,0×10¹⁹ elétrons atravessem uma secção transversal do condutor
Respostas
Sabendo como corrente elétrica se relaciona com carga elétrica e também o valor da carga de um elétron, podemos calcular o intervalo de tempo necessário parar que 3,0×10¹⁹ elétrons atravessem a seção transversal de um condutor, chegando a 3,2 ms.
Carga elétrica e corrente elétrica:
Por definição, a corrente elétrica que atravessa a seção transversal de um condutor é a variação da carga elétrica que atravessa esta seção em um certo intervalo de tempo. Em forma de equação fica:
I = ΔQ / Δt
A unidade de carga elétrica é dada em Coulombs (C) e a de tempo em segundos (s). Então a unidade de corrente elétrica é Coulombs por segundos, que por definição é um Ampere (1 A = 1 C/s).
Calculado o intervalo de tempo e a carga elétrica:
Resumindo os dados fornecidos, temos:
Corrente que atravessa a seção: I = 1,5 · 10³ A = 1,5 · 10³ C/s
Número de elétrons que deve atravessar a seção: Ne = 3,0 · 10¹⁹
Qual o intervalo de tempo necessário para que isso ocorra?
Dada a fórmula I = ΔQ / Δt, para encontrar o intervalo de tempo basta isolar Δt na equação, ficando com:
Δt = ΔQ / I
O valor da corrente elétrica nos foi fornecido. Agora vamos calcular ΔQ.
A carga de um único elétron é de
Então se queremos que Ne = 3,0 · 10¹⁹ elétrons atravessem uma seção transversal do condutor, para saber a carga total ΔQ que atravessa esta seção, basta multiplicar:
Agora podemos utilizar este valor em:
Obtemos então que são necessários 3,2 ms (milissegundos) para que 3,0 · 10¹⁹ elétrons atravessem uma seção transversal do condutor.
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