Exercícios Resolvidos de Densidade de Corrente Uniforme

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Enunciado

10ª questão - Analise as proposições a seguir e marque a VERDADEIRA.

A) Em um fio condutor atravessado por uma corrente elétrica, a carga elétrica em seu interior será nula em média, mas haverá uma densidade superficial uniforme de carga na superfície do fio.

B) A velocidade de deriva dos elétrons em um fio condutor, é oriunda do movimento térmico dos elétrons na rede de íons do metal.

C) Em um fio condutor atravessado por uma corrente elétrica, haverá uma queda de potencial no sentido oposto ao da corrente elétrica convencional I .

D) O campo elétrico no interior de um fio condutor é o responsável pela velocidade de deriva dos elétrons no meio.

E) Um fio condutor atravessado por uma corrente elétrica pode ser considerado em equilíbrio eletrostático, uma vez que a carga está distribuída apenas na superfície dele.

Passo 1

Iae, como vai? Essa questão está um pouco complicada? Fique tranquilo que vamos tentar te ajudar. 😎👍

Nessa questão temos que fazer algumas análises a respeito da condução de elétrons em um fio e assinalar qual alternativa é a correta.

O que podemos fazer é analisar cada alternativa e dizer o motivo de tal alternativa estar correta ou incorreta.

Entendeu? Bora lá! 😁

Passo 2

Na alternativa A) foi dito que em um fio condutor atravessado por uma corrente elétrica, a carga elétrica em seu interior será nula em média, mas haverá uma densidade superficial uniforme de carga na superfície do fio.

Será mesmo? 🤔🤔

Se analisarmos a formula da corrente i = d q d t , vemos que a corrente é a variação da carga dividido pela variação da corrente. Se d q for 0 , significa que a corrente é 0 e cara correntes constantes, como no caso dos nossos estudos por aqui, isso não é verdade.

A corrente elétrica contínua não cria uma densidade de cargas na superfície de um fio e também em seu interior a carga não é nula.

Logo, essa alternativa é falsa!

Entendeu? Bora pra próxima! 😉

Passo 3

Na alternativa B) foi dito que a velocidade de deriva dos elétrons em um fio condutor, é oriunda do movimento térmico dos elétrons na rede de íons do metal.

O que você acha? 🤔

Essa afirmação é falsa, até porque a velocidade de deriva não tem relação com o movimento térmico dos elétrons, mas sim é a velocidade de um elétron devido ao campo elétrico devido a corrente elétrica.

Interessante, não é? 🤩

Passo 4

Na afirmação C) foi dito que em um fio condutor atravessado por uma corrente elétrica, haverá uma queda de potencial no sentido oposto ao da corrente elétrica convencional I .

Como é isso? 🤔🤔

O que essa afirmação nos diz, é que em um fio condutor, o menor potencial está no sentido oposto da corrente. Mas isso é completamente falso e na realidade ocorre justamente o oposto.

Em um resistor, por exemplo, a tensão no ponto A é maior que a tensão no ponto B, como mostramos na figura abaixo.

Tranquilo até aqui? 😁

Passo 5

já na alternativa D) temos que o campo elétrico no interior de um fio condutor é o responsável pela velocidade de deriva dos elétrons no meio.

E aí? 🤷‍♂️

Isso é justamente o que comentamos na alternativa anterior, não é?

A velocidade de deriva é a velocidade de um elétron devido a ação de um campo elétrico dentro do condutor.

Portanto essa afirmação está corretíssima!

Já encontramos nossa resposta, mas vamos analisar a ultima alternativa e ver o porque ela está errada.

Passo 6

Na última alternativa, foi dito que um fio condutor atravessado por uma corrente elétrica pode ser considerado em equilíbrio eletrostático, uma vez que a carga está distribuída apenas na superfície dele.

Essa afirmação é quase a mesma afirmação da alternativa A), não é?

Esse efeito que é falado nas afirmações é chamado de efeito peculiar, esse efeito não ocorre em correntes contínuas, apenas em correntes alternadas. Como aqui estudamos apenas correntes contínuas, então essa alternativa é falsa!

Mas para efeito de dúvidas, aqui em baixo tem algumas ilustrações do efeito peculiar em correntes alternadas em que quanto maios a frequência da rede, maior é a densidade superficial de cargas.

Portanto, a alternativa correta é a letra D) que diz que o campo elétrico no interior de um fio condutor é o responsável pela velocidade de deriva dos elétrons no meio

E todos viveram felizes para sempre. Fim! 😉 Entendeu tudo? Responde Aí

Resposta

D) O campo elétrico no interior de um fio condutor é o responsável pela velocidade de deriva dos elétrons no meio.

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