Um fio metálico é percorrido por uma corrente elétrica contínua e constante. Sabe-se que uma carga elétrica de atravessa a seção transversal do fio em
. Sendo a carga elementar igual a
. Determine:
a) A intensidade da corrente elétrica.
b) O número de elétrons que atravessa a seção transversal do condutor nesse intervalo de tempo.
a) A intensidade da corrente elétrica.
b) O número de elétrons que atravessa a seção transversal do condutor nesse intervalo de tempo.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente está lidando com corrente elétrica, que faz parte da física. O problema fala sobre uma corrente contínua em um fio metálico e nos dá informações sobre a carga que passa pela seção do fio em um certo tempo. Vamos precisar entender como calcular a intensidade da corrente elétrica e o número de elétrons que passam por essa seção nesse intervalo de tempo.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o que é corrente elétrica. A corrente é basicamente o fluxo de carga elétrica passando por um ponto em um circuito por unidade de tempo. Para calcular a intensidade da corrente, usamos a fórmula:
Onde:
- $ I $ é a intensidade da corrente elétrica (em ampères, A),
- $ Q $ é a carga elétrica (em coulombs, C),
- $ t $ é o tempo (em segundos, s).
Passo 3
No nosso caso, a carga $ Q $ que atravessa a seção do fio é dada, e o tempo $ t $ também é fornecido. Vamos substituir esses valores na fórmula.
Sabemos que:
- $ Q = 1,6 \times 10^{-19} , C $ (carga elementar),
- $ t = 4,0 , s $.
Então:
Passo 4
Agora, para encontrar o número de elétrons que passam pela seção do fio nesse intervalo de tempo, precisamos saber quantas vezes a carga elementar cabe na carga total que passou.
A fórmula para o número de elétrons $ n $ é:
Onde:
- $ e $ é a carga elementar ($ 1,6 \times 10^{-19} , C $).
Passo 5
Vamos calcular a carga total $ Q $ que passou pela seção do fio:
Passo 6
Agora, substituímos na fórmula do número de elétrons:
Resposta
a) A intensidade da corrente elétrica é $ 4,0 \times 10^{-20} , A $.
b) Apenas 1 elétron atravessa a seção transversal do condutor nesse intervalo de tempo.