4- Determine o tempo necessário para que 4 \times 10^{16} elétrons atravessem uma seção reta de um condutor, se a corrente for de 5 mA . ( R=1,282 \mathrm{~s} ).

Passo 1

O enunciado dá o número de elétrons N=4\times10^{16} que passam por uma secção de condutor e a intensidade de corrente I=5\text{ mA}. O conteúdo aqui é a relação entre carga elétrica e corrente contínua. Vamos precisar da carga elementar do elétron e=1{,}6\times10^{-19}\text{ C} e da definição de corrente:
I = \frac{Q}{t},
onde Q é a carga total transportada em um tempo t.

Passo 2

A carga total Q transportada por N elétrons é
Q = N\,e.
Substituindo N=4\times10^{16} e e=1{,}6\times10^{-19}\text{ C}, temos
Q = 4\times10^{16}\times1{,}6\times10^{-19} = 6{,}4\times10^{-3}\text{ C}.

Passo 3

Converter a corrente de miliampère para ampère:
I = 5\text{ mA} = 5\times10^{-3}\text{ A}.
Usando a definição de corrente e isolando t, obtemos
t = \frac{Q}{I}.

Passo 4

Substituindo Q=6{,}4\times10^{-3}\text{ C} e I=5\times10^{-3}\text{ A}, resulta
t = \frac{6{,}4\times10^{-3}}{5\times10^{-3}} = 1{,}28\text{ s}.

Resposta

O tempo necessário é aproximadamente 1{,}28\text{ s}.

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