A maior parte da luz emitida por descargas atmosféricas é devido ao encontro de cargas negativas descendentes com cargas positivas ascendentes (raio de retorno). Supondo que, durante um raio desse tipo, uma corrente eletrônica constante de 30 kA transfere da nuvem para a terra uma carga negativa total de 15 C, a duração desse raio, em milissegundos, será:

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre descargas atmosféricas! A gente vai trabalhar com conceitos de eletricidade, especificamente corrente elétrica e carga. Precisamos entender como a corrente e a carga se relacionam para descobrir o tempo que o raio dura.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar o que nos foi dado no problema:
  • Corrente elétrica (I): 30 kA (quiloamperes)
  • Carga total transferida (Q): 15 C (coulombs)

Passo 3

A gente precisa encontrar o tempo (t) que o raio dura. Para isso, vamos usar a relação básica entre carga, corrente e tempo:
Q = I times t
Aqui, $ Q $ é a carga, $ I $ é a corrente e $ t $ é o tempo. Nosso objetivo é isolar o $ t $.

Passo 4

Vamos rearranjar a fórmula para resolver para $ t $:
t

Passo 5

Agora, vamos substituir os valores que temos na fórmula. Mas antes, precisamos garantir que as unidades estejam compatíveis. A corrente está em kA, então vamos converter para A:
30 kA = 30 times 10^3 A = 30.000 A

Passo 6

Substituindo os valores na fórmula:
t = 15 C30.000 A = 0,0005 segundos

Passo 7

Como a pergunta pede o tempo em milissegundos (ms), vamos converter de segundos para milissegundos:
0,0005 s = 0,5 ms

Resposta

A duração do raio é de 0,5 milissegundos.

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