Durante os
min em que uma corrente de 5,0 A atravessa um fio, (a) Qual a carga e (b) quantos elétrons passam por uma seção reta do fio?
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está perguntando. Temos uma corrente elétrica de 5,0 A que passa por um fio durante
minutos. Precisamos descobrir:
(a) Qual a carga elétrica total que passa pelo fio nesse tempo.
(b) Quantos elétrons passam por uma seção reta do fio nesse mesmo período.
Para resolver isso, vamos usar algumas fórmulas básicas de eletricidade e a carga de um elétron.
Passo 2
Vamos começar calculando a carga elétrica (Q). A relação entre corrente elétrica (I), carga (Q) e tempo (t) é dada pela fórmula:
Mas atenção! A corrente está em Amperes (A) e o tempo deve estar em segundos (s) para que as unidades fiquem corretas, já que 1 A = 1 C/s.
Passo 3
Primeiro, vamos converter o tempo de minutos para segundos:
Passo 4
Agora, substituímos os valores na fórmula da carga elétrica:
Então, a carga elétrica total que passa pelo fio é
Coulombs.
Passo 5
Para descobrir quantos elétrons passaram pelo fio, usamos a relação entre a carga total (Q) e a carga de um elétron (e):
O número de elétrons (N) é dado por:
Passo 6
Substituindo os valores na fórmula:
Resposta
(a) A carga elétrica que passa pelo fio é de
Coulombs.
(b) O número de elétrons que passam por uma seção reta do fio é de aproximadamente
elétrons.