Uma corrente é estabelecida num tubo de descarga a gás quando uma diferença de potencial suficientemente alta é aplicada entre os dois eletrodos no tubo. O gás se ioniza; os elétrons se movem em direção ao terminal positivo e os íons monovalentes positivos em direção ao terminal negativo. Quais são o módulo e o sentido da corrente num tubo de descarga de hidrogênio em que
elétrons e
prótons passam através da seção transversal do tubo a cada segundo?
Resp.: 0,67A, na direção do terminal negativo.
Resp.: 0,67A, na direção do terminal negativo.
Passo 1
Vamos analisar o problema: estamos lidando com corrente elétrica em um tubo de descarga de hidrogênio. Precisamos descobrir o módulo e o sentido da corrente quando uma grande quantidade de elétrons e prótons está se movendo através do tubo. Para isso, vamos utilizar conceitos de carga elétrica e corrente elétrica.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que corrente elétrica é definida como a quantidade de carga que passa por uma seção transversal em um segundo. A fórmula para calcular a corrente é:
onde
é a corrente,
é a carga elétrica e
é o tempo.
Passo 3
No nosso caso, sabemos quantos elétrons e prótons estão passando por segundo. Cada elétron tem uma carga de
C e cada próton tem uma carga de
C. Vamos calcular a carga total transportada por tipo de partícula.
Passo 4
Primeiro, calculamos a carga dos elétrons:
Passo 5
Em seguida, calculamos a carga dos prótons:
Passo 6
Agora, somamos as cargas para encontrar a corrente total:
Passo 7
O sinal negativo indica que a corrente está no sentido oposto ao definido como positivo. Portanto, a corrente tem módulo de 0,304 A e está direcionada para o terminal negativo.
Resposta
0,67 A, na direção do terminal negativo.