Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 9ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 9º - Capítulo 26.4 - Ex. 34
A Fig. 26-28 mostra um fio 1, com de diâmetro, e um fio 2, com de diâmetro, ligados por um trecho de fio em que o diâmetro varia gradualmente. O fio é de cobre e está sendo percorrido por uma corrente distribuída uniformemente ao longo de qualquer seção reta do fio . A variação do potencial elétrico V ao longo do comprimento do fio 2 é . O número de portadores de carga por unidade de volume é . Qual é a velocidade de deriva dos elétrons de condução no fio l ?
Passo 1
Vemos pela imagem que temos dois fios, um de diâmetro e o outro de . Também, sabemos que a DDP no fio 2 é ao longo de um comprimento . Dessa forma, podemos calcular o campo elétrico no fio:
A partir do campo no fio 2, podemos calcular a densidade de corrente. Pela definição da resistividade:
Portanto:
Como a corrente deve ser igual nos dois fios:
Podemos usar a seguinte equação para a velocidade de deriva dos elétrons:
Utilizando a concentração de elétrons de condução no cobre