Uma linha de transmissão de alta voltagem é atravessada por uma corrente de 1000 A . Ela possui um comprimento de 200 km e um diâmetro de 1 cm . Se o material condutor do fio é o cobre, cuja densidade de elétrons
elétrons
, determine o tempo necessário para um elétron atravessar completamente o cabo. Considere o módulo da carga do elétron
Escolha uma opção:
a.
b.
c.
d.
e.
a.
b.
c.
d.
e.
Passo 1
O enunciado pede para determinar o tempo que um elétron leva para percorrer completamente o fio de cobre, de comprimento
, sabendo-se a corrente
, diâmetro
e densidade de elétrons
. Vamos usar o conceito de velocidade de deriva, que relaciona corrente, densidade de portadores, área e carga elemental.
Passo 2
Primeiro calculamos a área da seção transversal do fio, que é circular, usando
Substituindo
obtemos
Passo 3
Em seguida usamos a fórmula da corrente em um condutor metálico:
onde
é a velocidade de deriva e
. Isolando
temos
Passo 4
Agora substituímos todos os valores:
Passo 5
Por fim o tempo para o elétron atravessar o fio é