Um plasma é formado por n portadores de carga q 1 por unidade de volume que se deslocam com uma velocidade   v →   e 3 n portadores por unidade de volume de carga q 2 que se deslocam com uma velocidade - v → . Se este plasma encontra-se globalmente neutro, podemos afirmar que a densidade de corrente em seu interior vale:

(a) 2 n q 1 v →

(b) 3 n q 1 v →

(c) 4 n q 1 v →

(d) - 2 n q 1 v →

(e) - 3 n q 1 v →

(f) - 4 n q 1 v →

(g) 0 →

Passo 1

A fórmula de densidade de corrente é escrita assim:

J → = n q v →

Mas peraí, o enunciado falou pra gente que o plasma se encontra globalmente neutro, então o fluxo total de cargas ali dentro deve ser nulo, logo, a carga total deve ser nula.

Q T = n q 1 + 3 n q 2 = 0

q 1 = - 3 q 2

q 2 = - q 1 3

O enunciado nos diz que n portadores de carga q 1 se deslocam em uma direção e 3 n portadores de carga q 2 se deslocam na direção oposta.

Assim, temos que a densidade de corrente:

J → = n q 1 v → + 3 n q 2 ( - v → )

Substituindo o valor de q 2   em termos de q 1 , que encontramos ali em cima:

J → = n q 1 v → + 3 n ( - q 1 3 ) ( - v → )

J → = n q 1 v → + n ( q 1 ) ( v → )

J → = 2 n q 1 v →

Então a resposta correta é a letra A.

Resposta

(a) 2 n q 1 v →

Exercícios Resolvidos de Densidade de Corrente Uniforme

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