Um fio de comprimento igual a 4 m é fabricado soldando-se a extremidade de um fio de prata com 220 cm de comprimento a um fio de cobre com 180 cm de comprimento. Cada pedaço de fio possui diâmetro de 0,80 mm . Os fios estão na temperatura ambiente
. Uma diferença de potencial de 12 V é mantida entre as extremidades do fio de 4 m de comprimento. (a) Qual é a corrente no fio de cobre? (b) Qual é a corrente no fio de prata? (c) Qual é o módulo do campo elétrico no fio de cobre? (d) Qual é o módulo do campo elétrico no fio de prata? (e) Qual é a diferença de potencial entre as extremidades do fio de prata?
Passo 1
O enunciado descreve dois fios em série, um de prata com comprimento
e outro de cobre com
, ambos de diâmetro
. Estão à temperatura ambiente (
) e sob diferença de potencial total de
. O conteúdo requerido é resistividade, lei de Ohm para resistores em série e relação entre densidade de corrente, campo elétrico e resistividade.
Passo 2
Calculamos a área da seção transversal comum a ambos os fios. Como
,
Passo 3
Usamos as resistividades a
:
e
.
As resistências são
As resistências são
Passo 4
Como estão em série,
. A corrente é
Passo 5
O campo elétrico em cada fio é dado por
com
. Assim:
Passo 6
A diferença de potencial no fio de prata é
Resposta
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(b)
(c)
(d)
(e)