Um condutor metálico é percorrido por uma corrente elétrica contínua e constante de 10A. Determine a carga elétrica e o número de elétrons que atravessam a seção transversal do fio condutor em 20s.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada nesse problema! A gente tem um fio metálico com uma corrente elétrica contínua e constante de 10 A passando por ele. A pergunta é: qual é a carga elétrica e quantos elétrons passam pela seção do fio em 20 segundos. Para resolver isso, vamos precisar entender o que é corrente elétrica, carga elétrica e como relacionar isso com o número de elétrons.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que corrente elétrica (
) é a taxa de fluxo de carga elétrica (
). A fórmula que relaciona essas grandezas é:
Aqui,
é a corrente em Amperes (A),
é a carga em Coulombs © e
é o tempo em segundos (s). Nosso objetivo é encontrar
, então vamos rearranjar a equação:
Passo 3
Agora, vamos substituir os valores que temos na fórmula. A corrente
é 10 A e o tempo
é 20 segundos. Então:
Ou seja, a carga elétrica que passa pelo fio em 20 segundos é de 200 Coulombs.
Passo 4
Agora, queremos saber quantos elétrons correspondem a essa carga de 200 C. Para isso, precisamos saber a carga de um único elétron, que é aproximadamente
Coulombs.
A fórmula para encontrar o número de elétrons (
) é:
Passo 5
Substituindo os valores na fórmula:
Resposta
Em 20 segundos, uma carga elétrica de 200 Coulombs passa pela seção do fio, o que corresponde a aproximadamente
elétrons.