Um material condutor possui a forma de um paralelepípedo com seção reta de
, um comprimente de
e uma resistência de
. O material de que é feito o objeto possui
elétrons
. Uma diferença de potencial de
é mantida entre as faces dianteira e traseira.
c) Qual é o valor da velocidade de deriva dos elétrons de condução?
c) Qual é o valor da velocidade de deriva dos elétrons de condução?
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que o problema está pedindo. Temos um paralelepípedo condutor com uma seção reta de
, comprimento de
e resistência de
. Além disso, sabemos que o material possui uma densidade de elétrons de
e que há uma diferença de potencial de
aplicada. Precisamos descobrir qual é a velocidade de deriva dos elétrons de condução. Para resolver isso, vamos usar conceitos de resistência elétrica, corrente elétrica e velocidade de deriva.
Passo 2
Primeiro, vamos encontrar a corrente elétrica que está passando pelo condutor. Sabemos que a corrente (
) pode ser calculada usando a Lei de Ohm, que relaciona a diferença de potencial (
) à resistência (
):
Substituindo os valores:
Passo 3
Agora, precisamos converter a área da seção reta de
para metros quadrados, já que as unidades padrão no Sistema Internacional são em metros:
Passo 4
A velocidade de deriva (
) está relacionada à corrente elétrica, densidade de elétrons (
), carga do elétron (
) e área da seção reta (
). A fórmula para a velocidade de deriva é:
Onde:
-
é a corrente elétrica ( ), -
é a densidade de elétrons ( ), -
é a carga de um elétron ( ), -
é a área da seção reta ( ).
Passo 5
Vamos agora substituir todos os valores na fórmula para calcular a velocidade de deriva:
Passo 6
Calculando o denominador:
Agora, dividimos a corrente pelo resultado:
Resposta
A velocidade de deriva dos elétrons de condução é aproximadamente
.
Exercícios relacionados
Um material condutor possui a forma de um paralelepípedo com seção reta de
, um comprimente de
e uma resistência de
. O material de que é feito o objeto possui
elétrons
. Uma diferença de potencial de
é mantida entre as faces dianteira e traseira.
b) Qual é a corrente que atravessa o material?
b) Qual é a corrente que atravessa o material?
Dado o fasor de corrente
, com
, determine o fasor de tensão:
Em um resistor de
Determine a tensão em cada um desses elementos em t= 1 ms .
Resposta:
a)
Em um resistor de
Determine a tensão em cada um desses elementos em t= 1 ms .
Resposta:
a)
Um resistor de comprimento
está submetido a uma diferença de potencial de 120 V . A condutividade deste material é de
. A potência dissipada pelo resistor é de 500 W .
b) Quanto tempo o resistor precisa ficar ligado para dissipar uma energia de 10 kW .h?
b) Quanto tempo o resistor precisa ficar ligado para dissipar uma energia de 10 kW .h?
Um fio condutor de raio
e resistividade
, possui um comprimento de
. O número de portadores de carga por volume deste fio é
. A densidade de corrente deste fio é dada pela equação
, onde
.
a) Determine a resistência do fio.
a) Determine a resistência do fio.