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Enunciado

Física - Randall D. Knight - Eletricidade e Magnetismo- Ed: 2º - Capítulo 31.Exercícios e Problemas - Ex. 26

Um fio de prata com 0,5   m m de diâmetro conduz uma corrente de 20   m A . Quais são:

  1. o campo elétrico e;
  2. a velocidade de deriva no fio?

Passo 1

Faaaaaala, galera... Tranquileba??

Sabemos que:

J = σ E

E que:

J = I A

Assim:

I A = σ E

Pede-se o campo elétrico E, logo:

E = I σ A

Sendo a condutividade σ   característica de matérias, ou seja, cada um tem o seu. E A a área transversal do fio.

Assim, para a condutividade temos:

E também que a área de umaseção transversal de um fio regular, ou seja circular, é de:

A = π r 2

Assim:

E = I σ π r 2

Passo 2

Aplicando valores:

E = 20 × 10 - 3 A 4.1 × 10 7   Ω - 1 m - 1 π 1 2 0.5 × 10 - 3 m 2 = 1.64 × 10 - 3 N C

Passo 3

Para b)

Sabemos que:

I = e n A V d

Pede- se a velocidade de deriva, logo:

V d = i n e A

Sendo n a densidade de elétrons, sendo dada na tabela do próprio livro, isto é:

E a área de uma seção transversal do fio é dada por:

A f i o = π r 2

Assim:

V d = i n e π r 2

Aplicando valores:

V d = 20 × 10 - 3   A 5.8 × 10 28   m - 3 π 1 2 0.5 × 10 - 3 m 2 ( 1.6 × 10 - 19   C ) = 1.10 × 10 - 5   m s

Resposta

Para a)

E = 1.64 × 10 - 3 N C

Para b)

V d = 1.10 × 10 - 5   m s

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