Questão 02
A prata contém aproximadamente
elétrons livres por metro cúbico. Considere um fio de prata com
de diâmetro e comprimento de
, por onde passa uma corrente elétrica de
.
Com base nessas informações, responda:
a) Qual é o tempo necessário para que um elétron de condução percorra todo o comprimento do fio?
b) Repita o cálculo para um fio de prata com
de diâmetro com o mesmo comprimento e conduzindo a mesma corrente.
c) Com base nos resultados anteriores, explique como a variação do diâmetro do fio afeta a velocidade de arraste dos elétrons livres.
Com base nessas informações, responda:
a) Qual é o tempo necessário para que um elétron de condução percorra todo o comprimento do fio?
b) Repita o cálculo para um fio de prata com
c) Com base nos resultados anteriores, explique como a variação do diâmetro do fio afeta a velocidade de arraste dos elétrons livres.
Passo 1
O enunciado trata do movimento de arraste dos elétrons livres num fio de prata, ou seja, queremos achar a velocidade de arraste
e o tempo que um elétron leva para percorrer o comprimento
do fio:
Dados gerais:
,
,
,
.
Passo 2
Para o fio de diâmetro
:
Logo
e o tempo para percorrer
é
Passo 3
Para o fio de diâmetro
:
Passo 4
Aumentando o diâmetro, a seção
cresce como
, fazendo
diminuir. Como , o tempo aumenta. Em outras palavras, fios mais grossos fazem os elétrons “arrastarem-se” mais devagar e demoram mais para percorrer o mesmo comprimento.
diminuir. Como
Resposta
a)
(
h)
b) (
h)
c) Como , um diâmetro maior implica em área
maior,
menor e, portanto, tempo
maior.
b)
c) Como