Uma lâmpada utiliza uma corrente de 2,0 \mathrm{~A}. Calcule a carga (em coulombs) consumida por esta lâmpada em 30 \mathrm{~s} .(\mathrm{R}=60 \mathrm{C})

Passo 1

O enunciado dá a corrente elétrica e o intervalo de tempo e pede a carga elétrica transferida. Dados fornecidos:
I = 2{,}0\\ \mathrm{A}
t = 30\\ \mathrm{s}
Pergunta: calcular a carga elétrica Q (em coulombs) que passou pela lâmpada em 30\\ \mathrm{s}.

Passo 2

Conceito importante (explicação didática): corrente elétrica é a taxa de fluxo de carga elétrica. Matemáticamente definimos:
I = \frac{Q}{t}
onde:
  • I é a corrente elétrica, medida em ampères \mathrm{(A)};
  • Q é a carga elétrica, medida em coulombs \mathrm{\text{(C)}};
  • t é o tempo, medido em segundos \mathrm{(s)}.
Lembre-se também da definição de ampère usada aqui:
1\\ \mathrm{A} = 1\\ \mathrm{\frac{C}{s}}
ou seja, uma corrente de 1\\ \mathrm{A} transporta 1\\ \mathrm{C} de carga por segundo.

Passo 3

Isolamos Q na fórmula para calcular a carga a partir da corrente e do tempo. Multiplicando ambos os lados por t:
Q = I\,t
Explicação do passo: estamos apenas rearranjando a equação I=\dfrac{Q}{t} para obter Q. Isso é álgebra básica: multiplicar por t em ambos os lados cancela o denominador.

Passo 4

Substituímos os valores dados na expressão \;Q=I\,t\;. Colocando as unidades explicitamente:
Q = (2{,}0\\ \mathrm{A})\times(30\\ \mathrm{s}) = 2{,}0\times 30\\ \mathrm{A\cdot s}
Agora fazemos a multiplicação numérica:
2{,}0\times 30 = 60
Logo obtemos
Q = 60\\ \mathrm{A\cdot s}

Passo 5

Interpretação das unidades (para ficar seguro na prova): como sabemos que 1\\ \mathrm{A}=1\\ \mathrm{C/s}, então
1\\ \mathrm{A\cdot s} = 1\\ \mathrm{\frac{C}{s}\cdot s} = 1\\ \mathrm{C}.
Portanto podemos converter diretamente 60\\ \mathrm{A\cdot s} para coulombs:
Q = 60\\ \mathrm{C}.

Passo 6

Cheque rápido (raciocínio físico): uma corrente de 2{,}0\\ \mathrm{A} significa que a cada segundo passam 2{,}0\\ \mathrm{C}. Em 30\\ \mathrm{s} passam 30 vezes isso, ou seja 30\times 2{,}0 = 60\\ \mathrm{C}. Faz sentido físico e bate com a conta algébrica.

Resposta

60\\ \mathrm{C}

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