Em um determinado tubo de raios católicos, o feixe de corrente medido é de 30 µA. Quantos elétrons atingem a tela do tubo a cada 40 s?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre corrente elétrica em um tubo de raios catódicos. A questão nos dá que a corrente elétrica é de 30 µA (microamperes) e queremos descobrir quantos elétrons atingem a tela do tubo a cada 40 segundos. Vamos precisar usar conceitos de corrente elétrica e carga de um elétron para chegar à resposta.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender que a corrente elétrica ($ I $) é a quantidade de carga que passa por um ponto em um circuito por unidade de tempo. A fórmula básica é:
Onde:
- $ I $ é a corrente elétrica,
- $ Q $ é a carga elétrica,
- $ t $ é o tempo.
Passo 3
A gente quer descobrir a quantidade de elétrons ($ n $) que passam na tela em 40 segundos. Sabemos que cada elétron tem uma carga $ e $ igual a $ 1,602 \times 10^{-19} $ coulombs. Então, a carga total $ Q $ é o número de elétrons multiplicado pela carga de um elétron:
Passo 4
Vamos substituir $ Q $ na primeira fórmula:
Agora, isolamos $ n $ para encontrar o número de elétrons:
Passo 5
Agora, vamos substituir os valores que temos:
Substituindo:
Passo 6
Fazendo as contas:
Resposta
Aproximadamente $ 7,49 \times 10^{15} $ elétrons atingem a tela do tubo a cada 40 segundos.