Exercícios Resolvidos de Densidade de Corrente Uniforme

Ver Teoria

Enunciado

Um plasma é formado por n portadores de carga q 1 por unidade de volume que se deslocam com uma velocidade   v →   e 3 n portadores por unidade de volume de carga q 2 que se deslocam com uma velocidade - v → . Se este plasma encontra-se globalmente neutro, podemos afirmar que a densidade de corrente em seu interior vale:

(a) 2 n q 1 v →

(b) 3 n q 1 v →

(c) 4 n q 1 v →

(d) - 2 n q 1 v →

(e) - 3 n q 1 v →

(f) - 4 n q 1 v →

(g) 0 →

Passo 1

A fórmula de densidade de corrente é escrita assim:

J → = n q v →

Mas peraí, o enunciado falou pra gente que o plasma se encontra globalmente neutro, então o fluxo total de cargas ali dentro deve ser nulo, logo, a carga total deve ser nula.

Q T = n q 1 + 3 n q 2 = 0

q 1 = - 3 q 2

q 2 = - q 1 3

O enunciado nos diz que n portadores de carga q 1 se deslocam em uma direção e 3 n portadores de carga q 2 se deslocam na direção oposta.

Assim, temos que a densidade de corrente:

J → = n q 1 v → + 3 n q 2 ( - v → )

Substituindo o valor de q 2   em termos de q 1 , que encontramos ali em cima:

J → = n q 1 v → + 3 n ( - q 1 3 ) ( - v → )

J → = n q 1 v → + n ( q 1 ) ( v → )

J → = 2 n q 1 v →

Então a resposta correta é a letra A.

Resposta

(a) 2 n q 1 v →

Exercícios de Livros Relacionados

Um fio de cobre de calibre 10 conduz uma corrente de 20A . Considerando que o cobre tenha um elétron livre por átomo, calcule a rapidez de deriva dos elétrons livres no fio.
Uma corrente peqnena, porém mensurável, de 1,2 × 10 - 10 A atravessa um fio de cobre de 2,5 m m de diâmetro. O número de portadores de carga por unidade de volume é 8,49 × 10 28 m - 3 . Supondo que a
O fusível de um circuito elétrico é um fio projetado para fundir, abrindo o circuito, se a corrente ultrapassar um certo valor. Suponha que o material a ser usado em um fusível funda quando a densidad
Um pedaço de fio de cobre calibre 10 e um pedaço de fio de cobre calibre 14 estão soldados entre si nas duas extremidades. Os fios conduzem uma corrente de 15A . (a) Se há um elétron livre para cada á
Em um dos feixes que colidem em um supercolisor de prótons, os prótons estão se movendo com velocidades aproximadamente iguais à velocidade da luz e a corrente do feixe é 5,00m A . A densidade de corr