Uma ddp de
é aplicada aos terminais de um fio de cobre de comprimento
e diâmetro
. Qual o efeito sobre a velocidade de deriva dos elétrons quando se triplica o valor de
(A) A velocidade de deriva dobra de valor.
(B) A velocidade de deriva mantem-se a mesma.
© A velocidade de deriva triplica de valor.
(D) A velocidade de deriva reduz-se à metade.
(E) A velocidade de deriva quadruplica de valor.
(A) A velocidade de deriva dobra de valor.
(B) A velocidade de deriva mantem-se a mesma.
© A velocidade de deriva triplica de valor.
(D) A velocidade de deriva reduz-se à metade.
(E) A velocidade de deriva quadruplica de valor.
Passo 1
Então, vamos lá! O enunciado fala sobre aplicar uma diferença de potencial elétrica (
) nos terminais de um fio de cobre com comprimento
e diâmetro
. A pergunta quer saber o que acontece com a velocidade de deriva dos elétrons quando triplicamos
. Para resolver isso, vamos precisar entender como a diferença de potencial afeta a velocidade dos elétrons no fio.
Passo 2
Primeiro, quando aplicamos uma diferença de potencial (
) em um fio, isso cria um campo elétrico (
) no material. Esse campo elétrico é responsável por empurrar os elétrons, fazendo-os se mover – e isso é o que chamamos de velocidade de deriva (
). A relação entre a diferença de potencial e o campo elétrico é dada por:
Passo 3
A velocidade de deriva dos elétrons está diretamente relacionada ao campo elétrico e à mobilidade dos elétrons (
) no material. A fórmula que liga esses conceitos é:
Substituindo a expressão do campo elétrico, temos:
Passo 4
Observamos que a velocidade de deriva (
) depende diretamente da diferença de potencial (
). Isso significa que se aumentarmos
, a velocidade de deriva também aumenta na mesma proporção, desde que outros fatores como a mobilidade dos elétrons e o comprimento do fio (
) permaneçam constantes.
Passo 5
No problema, estamos triplicando a diferença de potencial:
passa a ser
. Aplicando isso na equação da velocidade de deriva:
Então, a nova velocidade de deriva é três vezes a original.
Resposta
© A velocidade de deriva triplica de valor.