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Enunciado

Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 26.Problemas Adicionais - Ex. 70

Uma corrente é estabelecida em um tubo de descarga de gás quando uma diferença de potencial suficientemente elevada é aplicada a dois eletrodos situados no interior do tubo. O gás se ioniza; elétrons se movem na direção do eletrodo positivo e íons positivos monoionizados se movem na direção do terminal negativo. (a) Qual é a corrente em um tubo de descarga de hidrogênio no qual 3,1 × 10 18 elétrons e 1,1 × 10 18 prótons atravessam uma seção reta do tubo por segundo? (b) O sentido da densidade de corrente J é do eletrodo positivo para o eletrodo negativo ou do eletrodo negativo para o eletrodo positivo?

Passo 1

Aqui temos uma situação onde temos dois tipos de cargas se movendo, positiva e negativa, para saber a corrente que é gerada quando estas cargas se movem em direções opostas temos que levar em conta que uma carga positiva se movendo em direção oposta a uma carga negativa contribui da mesma forma que uma carga negativa se movendo em direção contraria ao movimento da carga positiva.

Portanto temos

i = I o n s p o s i t í v o s + e l é t r o n s e

Passo 2

(a) Substituindo os dados.

Í o n s p o s i t í v o s = 1,1 × 10 18

e l é t r o n s = 3,1 × 10 18

e = 1,6 × 10 - 19 A i = I o n s p o s i t í v o s + e l é t r o n s e = 1,1 × 10 18 + 3,1 × 10 18 × 1,6 × 10 - 19 A = 0,67 A

Passo 3

(b) De acordo com a Eq. 26-11, como o campo elétrico aponta do eletrodo positivo para o eletrodo negativo, o sentido da densidade de corrente J também é do eletrodo positivo para o

eletrodo negativo.

Resposta

(a) i = 0,67 A

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