O fio de cobre calibre 18 tem resistividade de
e possui seção reta com área
. Ele conduz uma corrente de
. Calcule: (a) o módulo do campo elétrico no fio;
Passo 1
Beleza, vamos lá! O problema nos dá um fio de cobre com algumas características específicas e a corrente que está passando por ele. A gente precisa calcular o módulo do campo elétrico nesse fio. Para isso, vamos usar conceitos de resistividade elétrica e campo elétrico em fios condutores. Vamos precisar das fórmulas que relacionam resistividade, corrente, área da seção reta e campo elétrico.
Passo 2
Primeiro, vamos entender a relação entre a corrente elétrica, a densidade de corrente e o campo elétrico. A densidade de corrente
é definida como a corrente
dividida pela área da seção reta
do fio:
Onde:
-
(corrente elétrica) -
(área da seção reta)
Vamos calcular
:
Passo 3
Agora, para encontrar o campo elétrico
, usamos a relação entre resistividade
, densidade de corrente
e campo elétrico:
Onde:
-
(resistividade do cobre) -
(calculado no passo anterior)
Vamos calcular
:
Resposta
O módulo do campo elétrico no fio é aproximadamente
.