A maior parte da luz emitida por descargas atmosféricas é devido ao encontro de cargas negativas descendentes com cargas positivas ascendentes (raio de retorno). Supondo que, durante um raio desse tipo, uma corrente eletrônica constante de 30 kA transfere da nuvem para a terra uma carga negativa total de 15 C , a duração desse raio, em milissegundos, será
a) 3,0
b) 2,0
c) 1,5
d) 1,0

Passo 1

O enunciado dá os seguintes dados e pede a duração do raio:
  • Corrente elétrica constante: \,30\\ \text{kA}.
  • Carga total transferida: \,15\\ \text{C}.
  • Pergunta: qual é a duração do raio, em milissegundos?

Passo 2

Conceito básico necessário (explicação didática): corrente elétrica é a quantidade de carga que passa por um ponto por unidade de tempo. A relação matemática é
Q = I \, t
onde:
  • Q é a carga elétrica, em coulombs ( \text{C});
  • I é a corrente elétrica, em ampères ( \text{A});
  • t é o tempo, em segundos ( \text{s}).
Essa fórmula vem direto da definição de corrente média: I = \dfrac{Q}{t}. Aqui usamos a forma invertida para achar o tempo: t=\dfrac{Q}{I}.

Passo 3

Primeiro passo prático: converter a corrente para unidade padrão (ampère). Temos \,\text{kA}=10^{3}\\ \text{A}, então
I = 30\\ \text{kA} = 30\times 10^{3}\\ \text{A} = 30000\\ \text{A}.

Passo 4

Aplicando a fórmula t=\dfrac{Q}{I} com Q=15\\ \text{C} e I=30000\\ \text{A}:
t = \dfrac{15}{30000}\\ \text{s}.

Passo 5

Fazendo a divisão:
t = \dfrac{15}{30000} = 0{,}0005\\ \text{s}.
Expliquei passo a passo: 15/30000 = (15/3)\times 10^{-4} = 5\times 10^{-4} = 0{,}0005.

Passo 6

Converter o tempo para milissegundos. Lembre que 1\\ \text{ms}=10^{-3}\\ \text{s}. Então
t = 0{,}0005\\ \text{s} = 0{,}0005 \times 10^{3}\\ \text{ms} = 0{,}5\\ \text{ms}.

Passo 7

Interpretação final e observação amigável: o cálculo direto da relação carga/ corrente dá duração de \,0{,}5\\ \text{ms}. Isso é o resultado correto a partir dos dados fornecidos. Note que esse valor não coincide com nenhuma das alternativas listadas na questão (a), (b), (c) ou (d); portanto o valor correto — conforme os dados do enunciado — é \,0{,}5\\ \text{ms}.

Resposta

\,0{,}5\\ \text{ms}

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