Uma corrente de 2 A percorre uma resistência de 10 ohms, durante um intervalo de tempo igual a 2 minutos. Encontre: (a) a carga em unidades do SI, (b) o número de elétrons impulsionados através da seção reta do resistor neste intervalo de tempo. Resposta: (a) 240 C. (b) 1,5 times 10^21 elétrons.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O enunciado nos diz que uma corrente de 2 A passa por uma resistência de 10 ohms durante 2 minutos. Vamos precisar usar conceitos de corrente elétrica, carga elétrica e a relação entre corrente, carga e tempo. Para isso, vamos utilizar a fórmula básica da corrente elétrica.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é corrente elétrica. A corrente elétrica (I) é a quantidade de carga que passa por um ponto em um circuito por unidade de tempo. A fórmula que relaciona corrente, carga (Q) e tempo (t) é:
I = Qt
Onde:
  • é a corrente em amperes (A),
  • é a carga em coulombs ©,
  • é o tempo em segundos (s).

Passo 3

Queremos encontrar a carga Q = I times t . Vamos rearranjar a fórmula para resolver :
Agora, vamos converter o tempo de minutos para segundos, porque a unidade padrão do tempo na fórmula é o segundo.

Passo 4

Sabemos que 1 minuto tem 60 segundos. Então, 2 minutos são:
2 minutos times 60 segundosminuto = 120 segundos

Passo 5

Agora, vamos substituir os valores na fórmula para calcular Q = 2,A times 120,s = 240,C :

Passo 6

Para a parte (b), queremos encontrar o número de elétrons que passaram pelo resistor nesse intervalo de tempo. Sabemos que a carga de um elétron é aproximadamente coulombs.

Passo 7

Como a carga total n = Qe é distribuída entre os elétrons, podemos encontrar o número de elétrons usando a fórmula:
Onde é a carga de um elétron.

Passo 8

Substituindo os valores:
n = 240,C1,602 times 10^-19,C/elétron approx 1,5 times 10^21, elétrons éé

Resposta

(b) O número de elétrons impulsionados é aproximadamente elétrons.

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