Quando uma diferença de potencial elétrico induz uma corrente em um fio, um deslocamento médio não nulo na direção do campo elétrico é imposto as cargas negativas do fio.
Passo 1
Beleza! Vamos lá: A questão fala sobre como uma diferença de potencial elétrico (ou voltagem) faz com que uma corrente elétrica circule em um fio. Para isso, precisamos entender conceitos básicos de eletrostática e corrente elétrica, como a relação entre diferença de potencial, campo elétrico e movimento das cargas negativas (elétrons) no fio.
Passo 2
Primeiro, quando aplicamos uma diferença de potencial (
) em um fio, estamos basicamente criando uma força elétrica que atua sobre as cargas presentes nele. Essa força é o que chamamos de campo elétrico (
), que pode ser calculado pela fórmula:
onde
é a distância entre os pontos onde a voltagem está sendo aplicada.
Passo 3
Esse campo elétrico exerce uma força sobre as cargas negativas (elétrons) no fio. Lembrando que os elétrons possuem carga negativa, eles sentirão uma força na direção oposta ao campo elétrico. Essa força faz com que os elétrons comecem a se mover, criando assim uma corrente elétrica (
).
Passo 4
A corrente elétrica é definida como a quantidade de carga que passa por um ponto em um certo intervalo de tempo. É dada por:
onde
é a carga elétrica e
é o tempo. Então, quanto maior a diferença de potencial, maior será o campo elétrico e, consequentemente, maior será a corrente elétrica no fio.
Passo 5
Além disso, para que haja uma corrente constante, é necessário que haja um equilíbrio onde os elétrons se movem com uma velocidade média não nula na direção do campo elétrico. Isso significa que, apesar das colisões com os átomos do fio, há um deslocamento médio contínuo dos elétrons, garantindo a manutenção da corrente.
Resposta
Então, quando aplicamos uma diferença de potencial elétrico em um fio, ela cria um campo elétrico que empurra as cargas negativas (elétrons), fazendo com que elas se movam com uma velocidade média constante na direção do campo. Esse movimento contínuo das cargas gera a corrente elétrica observada.
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