UFRJ – Física 3 – 2020.2 – PF – M.Escolha
. Um certo meio condutor possui três tipos de portadores de cargas , e . O número desses portadores por unidade de volume vale , e , respectivamente, e eles se deslocam com velocidades , e , respectivamente. Sabendo que o meio se encontra globalmente neutro, de forma que não há cargas em excesso em nenhum ponto dele, quais são os valores de e da densidade de corrente total neste meio?
Escolha uma opção:
e
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Passo 1
Vem comigo que a gente resolve essa juntos!
Primeiro vamos usar a informação que o problema nos dá, que é o fato do meio se encontrar globalmente neutro, isso quer dizer que a carga total desse meio é zero.
A gente conhece a carga de cada portador desse meio, menos do e sabemos a quantidade de portadores de carga por unidade de volume.
A multiplicação dessa densidade pela carga referente ao portador que tem essa densidade nos dá a carga total referente aqueles portadores. Então:
Com isso a gente acha .
A densidade de corrente para cada portador pode ser encontra da seguinte forma:
Onde é a densidade de portadores por unidade de volume, é a carga do portador e é a velocidade desses portadores.
Então a densidade total vai ser a soba da densidade de cada portador.
Vamos as contas!
Passo 2
Primeiro vamos calcular , temos:
Então temos que:
Passo 3
Agora vamos calcular a densidade para cada portador, primeiro para o que tem carga , temos:
Agora para , temos:
Agora por último para , temos:
Somando tudo, temos:
Então nossa alternativa correta é a letra .
Resposta
e