Um raio carregado de 30 kA dura
. Se o raio atinge um avião voando a 10 km de altura, qual é a carga depositada no avião?
Passo 1
O enunciado fornece os seguintes dados e pergunta isto:
- Corrente do raio:
. - Duração do pulso:
. - O raio atinge um avião a
de altura (dado fornecido). - Pergunta: qual é a carga depositada no avião?
Passo 2
Conceito físico que vamos usar: a carga elétrica total
entregue por uma corrente elétrica é a integral da corrente no tempo:
Aqui
é a carga em coulombs (
),
é a corrente em ampères (
) e
é o tempo em segundos (
).
Se a corrente for aproximadamente constante durante o intervalo , a integral simplifica para:
Se a corrente for aproximadamente constante durante o intervalo
Isto significa que multiplicamos a magnitude da corrente pelo tempo durante o qual ela circula. A unidade fica coerente porque
.
Passo 3
Vamos converter as unidades fornecidas para o sistema SI (ampère e segundo):
-
. -
.
(O dado da altura
é informativo, mas não entra na conta direta da carga depositada se usarmos apenas a corrente e o tempo.)
Passo 4
Aplicando
com as quantidades convertidas:
Fazendo as operações passo a passo:
Passo 5
Interpretação e comentário didático rápido:
é a carga total (magnitude) entregue durante esse pulso de
. Em termos do número de elétrons correspondentes, usando a carga elementar
,
elétrons.
Nota: o enunciado não especifica o sinal da carga (positivo ou negativo) nem a forma temporal real de ; aqui usamos a aproximação de corrente constante para obter a ordem de grandeza da carga depositada.
Nota: o enunciado não especifica o sinal da carga (positivo ou negativo) nem a forma temporal real de