Qual é a diferença entre corrente de convecção e corrente de condução?
Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo o que a pergunta está nos pedindo. A questão quer saber qual é a diferença entre corrente de convecção e corrente de condução. Isso faz parte do estudo de eletricidade e magnetismo, especificamente sobre como a corrente elétrica se movimenta em diferentes situações. Para resolver isso, vamos precisar entender o que cada tipo de corrente significa e como elas funcionam na prática.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre corrente de condução. Esse tipo de corrente acontece quando os elétrons se movem através de um material, como um fio de metal. Imagine que você tem um fio de cobre e conecta a uma bateria. A corrente elétrica é o fluxo de elétrons que se movem do polo negativo para o positivo através do fio. Essa movimentação ocorre porque os elétrons são “puxados” pela diferença de potencial (ou voltagem) da bateria. A corrente de condução é descrita pela fórmula:
Onde:
- I é a corrente elétrica,
- n é a densidade de carga,
- A é a área da seção transversal,
- v é a velocidade dos elétrons, e
- q é a carga de cada elétron.
Passo 3
Agora, vamos entender a corrente de convecção. Diferente da condução, a corrente de convecção está relacionada ao movimento de fluidos (líquidos ou gases) que transportam carga elétrica. Um exemplo disso é a corrente elétrica em plasma ou em soluções eletrolíticas onde íons positivos e negativos se movem acompanhando o fluxo do fluido. Então, aqui não são os elétrons em um sólido que estão se movendo, mas sim os íons no fluido que carregam a corrente.
Passo 4
A principal diferença entre as duas correntes está no meio onde ocorre o transporte de carga. Na corrente de condução, o movimento de carga acontece em sólidos, especialmente em metais, onde os elétrons livres são os principais portadores de carga. Já na corrente de convecção, o transporte de carga ocorre em fluidos, envolvendo o movimento real do material que carrega os íons.
Passo 5
Além disso, a lei de Ohm se aplica de forma mais direta à corrente de condução em metais, onde a relação entre tensão, corrente e resistência é bem definida. Já na corrente de convecção, fatores como a viscosidade do fluido e a velocidade de fluxo também influenciam a corrente, tornando a análise um pouco mais complexa.
Resposta
Então, resumindo, a corrente de condução ocorre quando elétrons se movem através de um sólido, como um fio metálico, enquanto a corrente de convecção acontece quando íons em um fluido (líquido ou gás) se deslocam acompanhando o fluxo do próprio fluido.
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Um capacitor de capacitância
está descarregando através de uma resistência R. Determine
(a) Em termos da constante de tempo , em que instante a carga no capacitor será metade do seu valor inicial?
(b) Em que instante a energia armazenada no capacitor será igual à metade do seu valor inicial?
© Qual é a energia dissipada no resistor durante a descarga do capacitor? (Reobtenha esta resposta integrando )
(a) Em termos da constante de tempo
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Considere uma esfera de raio
uniformemente carregada com densidade volumar de carga
. Calcule o campo eletrostático, dentro e fora, criado por essa esfera utilizando a Lei de Gauss e trace um gráfico de
em função da distância.
Considere um fio cilíndrico longo de raio R e que conduz uma corrente
. Calcule os valores das constantes
e do módulo do campo magnético gerado pela corrente
em todo o espaço quando a mesma está distribuida conforme as densidades de corrente:
c)
, onde
é a distância ao eixo central do fio.
Resp.
Resp.
Constante |
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a)
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b)
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c)
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