Numa seção de um condutor metálico submetido a uma tensão elétrica, atravessam 4,0 × 10™ elétrons em 20 segundos. A intensidade média da corrente elétrica, em amperes, que se estabelece no condutor corresponde a quando?
Passo 1
Beleza, vamos resolver juntos essa questão de corrente elétrica! O problema nos diz que, numa parte de um fio metálico com tensão elétrica aplicada, passam 4,0 × 10³ elétrons em 20 segundos. Nosso objetivo é calcular a intensidade média da corrente elétrica, que é medida em amperes (A).
Passo 2
Primeiro, precisamos entender o que é corrente elétrica. A corrente elétrica é basicamente o fluxo de cargas elétricas que passam por um ponto em um condutor por unidade de tempo. A fórmula que usamos para calcular a corrente elétrica média é:
Onde:
- $ I $ é a corrente elétrica em amperes (A)
- $ Q $ é a carga elétrica em coulombs ©
- $ t $ é o tempo em segundos (s)
Passo 3
Agora, precisamos descobrir a carga total $ Q $ que passou pelo condutor. Sabemos que cada elétron carrega uma carga elemental, que é aproximadamente $ -1,6 \times 10^{-19} $ coulombs. Mas como estamos interessados apenas no valor absoluto da carga, vamos usar $ 1,6 \times 10^{-19} $ C por elétron.
A carga total $ Q $ é o número de elétrons multiplicado pela carga de um elétron:
Onde:
- $ n = 4,0 \times 10^{3} $ elétrons
- $ e = 1,6 \times 10^{-19} $ C/elétron
Passo 4
Vamos calcular a carga total $ Q $:
Passo 5
Agora que temos a carga total que passou pelo condutor, podemos calcular a corrente elétrica média usando a fórmula $ I = \frac{Q}{t} $. Sabemos que o tempo $ t $ é 20 segundos.
Resposta
A intensidade média da corrente elétrica estabelecida no condutor é de $ 3,2 \times 10^{-17} $ amperes.