Que intensidade de campo elétrico é necessária para criar uma corrente de 5,0A em um fio de ferro com 2,0mm de diâmetro? Escolha uma opção:
a. E = 3,678 N/C
b. E = 4,820 N/C
c. E = 1,455 N/C
d. E = 6,915 N/C
e. E = 0,159 N/C
a. E = 3,678 N/C
b. E = 4,820 N/C
c. E = 1,455 N/C
d. E = 6,915 N/C
e. E = 0,159 N/C
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo e o que precisamos para resolver. A pergunta quer saber qual a intensidade do campo elétrico (E) necessária para criar uma corrente de 5,0 A em um fio de ferro que tem um diâmetro de 2,0 mm. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de densidade de corrente e condutividade elétrica.
Passo 2
Primeiro, precisamos encontrar a área da seção transversal do fio. Sabemos que o diâmetro (d) é de 2,0 mm, então o raio (r) é metade disso: 1,0 mm ou
metros.
A fórmula para a área da seção transversal de um círculo é:
Passo 3
Vamos calcular a área:
Passo 4
Agora, vamos encontrar a densidade de corrente (J), que é a corrente (I) dividida pela área (A):
Substituindo os valores:
Passo 5
A relação entre o campo elétrico (E) e a densidade de corrente (J) está dada pela condutividade elétrica (
):
Rearranjando para encontrar E:
Passo 6
Precisamos da condutividade elétrica do ferro. A condutividade (
) do ferro é aproximadamente
.
Passo 7
Substituindo os valores na equação:
Resposta
A intensidade do campo elétrico necessária é
, ou seja, a opção e. E = 0,159 N/C.