(Dorf, 2012) Uma corrente constante de
atravessa um componente. Qual é a carga que atravessa o componente no primeiro milissegundo? Resposta: q = 3,2 nC
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado dá e o que pede.
- Dado: a corrente é constante e vale
. - Dado: queremos a carga que atravessa o componente no primeiro milissegundo, ou seja, para um intervalo de tempo
. - Pedido: calcular a carga
que passou pelo componente durante esse intervalo.
Passo 2
Definição física que usamos: corrente elétrica é a taxa de variação da carga em relação ao tempo. Formalmente:
onde
-
é a corrente (unidade: ampere, ), -
é a carga elétrica (unidade: coulomb, ), -
é o tempo (unidade: segundo, ).
Explicando em palavras: a corrente nos diz quantos coulombs passam por um ponto por segundo.
Passo 3
Para obter a carga que passa em um intervalo de tempo, integramos a corrente:
No caso dado, a corrente é constante (não depende de
), então a integral simplifica para:
Aqui,
é a carga total no intervalo
.
Passo 4
Converter as unidades para o Sistema Internacional antes de multiplicar:
- Converter a corrente de microampere para ampere:
- Converter o tempo de milissegundo para segundo:
Explicação rápida das conversões:
e
.
Passo 5
Calcular a carga usando
:
Agora converter para unidades práticas:
, portanto