Aprimorando os Conhecimentos de Eletricidade L ista 5 Corrente Elétrica Prof.: Célio Normando 6 1. (UFSM-RS) Por uma secção transversal de um condutor passam 10 elétrons por segundo. Sabendo-se que a –19 carga do elétron é 1,6 . 10 C, a intensidade de corrente no condutor será: –25 a) 1,6 . 10 A –18 b) 1,6 . 10 A –13 c) 1,6 . 10 A 24 d) 6,2 . 10 A 25 e) 6,2 . 10 A SOLUÇÃO: Quantidade de carga em um segundo q = n.e q = 106 x 1,6 x 1019 q = 1,6 x 1013 C Intensidade da corrente elétrica i= q 1,6 x 10 13 i t 1 i = 1,6 x 1013 A RESPOSTA (C) 2. (UFC) Um feixe de elétrons constitui uma corrente média de 5A. Num intervalo de tempo, pode-se afirmar que: –2 A) se t é igual a uma hora, o valor da carga transportada por esse feixe é –3,6 . 10 C. –2 B) se a carga transportada por esse feixe for de –9 . 10 C, o intervalo de tempo necessário para transportar essa carga é de 18 horas. –19 C) se a carga de um elétron é –1,6 . 10 17 . 10 elétrons. D) se a massa de um elétron é 9,1 . 10 C, num intervalo de tempo igual a uma hora, o feixe transportou 1,125 –31 kg, então a massa total transportada em uma hora é 1,92 .10 –31 kg. SOLUÇÃO: A intensidade de corrente elétrica é i = 5 x 10 6 A e o intervalo de tempo t = 1h = 3,6 x 103 s. i= q q = i . t q = 5 x 106 x 3,6 x 103 q = 1,8 x 102 C t OPÇÃO (A) (FALSA). O sinal negativo devido se tratar de um feixe de elétrons. A carga transportada pelo feixe é q = 9 x 102 C e a intensidade de corrente elétrica i = 5 x 10 6 A, então: Δq i= Δt 9 x 10 2 Δq t = 1,8 x 104 s Δt t i 5 x 10 6 t = 5h OPÇÃO (B) (FALSA) No intervalo de tempo t = 1h a carga transportada foi q = 1,8 x 102 C, então: q = n.e n = 1,8 x 10 2 Δq n e 1,6 x 10 19 n = 1,125 x 1017 elétrons OPÇÃO (C) (VERDADEIRA) A massa de um elétron é m = 9,1x1031 kg e em 1h foram transportados 1,125 x 1017 elétrons, então a massa total é: M = n x m M = 1,125 x 1017 x 9,1 x 1031 M = 1,024 x 1013 kg OPÇÃO D (FALSA) RESPOSTA (C) 3. (UFPE-2001) Suponha que o feixe de elétrons em um tubo de imagens de televisão tenha um fluxo de 8,1 x –4 15 10 elétrons por segundo. Qual a corrente do feixe em unidades de 10 A? a) 13 b) 15 c) 17 d) 19 e) 23 SOLUÇÃO: Cálculo da corrente elétrica. i= n. e 8,1 x 10 15 x 1,6 x 10 -19 Δq i i Δt Δt 1 i = 12,96 x 104 A RESPOSTA (A) 3 4. (U.F.Viçosa-MG) Um meteorito penetra na atmosfera terrestre com uma velocidade média de 5 . 10 m/s. A cada quilômetro que percorre, o meteorito acumula uma carga elétrica de 2 . 10 –3C. Pode-se associar ao acúmulo de cargas no meteorito uma corrente elétrica média, em ampères, da ordem de: –12 –8 1 a) 10 c) 10 e) 10 –5 –2 b) 10 d) 10 SOLUÇÃO: Cálculo do intervalo de tempo em que a carga foi acumulada no meteorito. S = 1km = 1000m S = v . t 1000 = 5 x 103 x t 3 v = 5 x 10 m/s t = 0,2s Cálculo da intensidade de corrente elétrica. i= Δq Δt 3 2 x 10 3 Δq 2 x 10 C i i 1 x 10 2 A 1 2 x 10 Δt 0,2s Ordem de grandeza. (OG) Como i = 1 x 102 A RESPOSTA (D) OG (i) = 102 A 16 5. (UFPR) Através do filamento de uma lâmpada passam n x 10 elétrons durante 1,0s, quando ele é percorrido –19 por uma corrente de 0,12 A. Considerando o módulo da carga do elétron igual a 1,6 x 10 C, determine n. a) 75 b) 750 SOLUÇÃO: ∆q = i. ∆t c) 7,5 d) 0,75 n.e = i. ∆t e) 7500 n = i. ∆t / e n= 12 x 10-2 x 1 / 1,6 x 10-19 n = 0,75 x 1018 ∆q = n. e RESPOSTA (D) 6. (UNIFOR-2001) Um fio condutor, de secção constante, é percorrido por uma corrente elétrica constante de 4,0 A. O número de elétrons que passa por uma sec ção reta desse fio, em um minuto, é: –19 Dado: Carga elementar = 1,6 . 10 C 21 a) 1,5 . 10 20 b) 4,0 . 10 18 d) 1,5 . 10 17 e) 4,0 . 10 19 c) 2,5 . 10 SOLUÇÃO: ∆q = i. ∆t ∆q = n. e n.e = i. ∆t n = i. ∆t / e n= 4 x 60 / 1,6 x 10-19 n = 1,5 x 1021 RESPOSTA (A) 7. (VUNESP) Suponha que num experimento de eletrólise, representado pela figura, 3 coulombs de carga positiva e 3 coulombs de carga negativa atravessam o plano PP’ durante 1 segundo. A corrente em ampères indicada pelo ampe-rímetro A será: a) 0 b) 1 c) 2 d) 3 e) 6 SOLUÇÃO: Nas soluções, a corrente elétrica é calculada pela expressão: i= Q t , onde Q Qp Qn Qp: total de cargas de íons positivos Qp = 3C Qn: total de cargas de íons negativos Qn = 3C i= 33 1 i = 6A RESPOSTA (E) 8. (UECE-97) Em um fio de cobre de 1cm de diâmetro há uma corrente de 66 ampères. Considere a existência de 28 –19 8,6 x 10 elétrons livres por metro cúbico no cobre e a carga q de um elétron igual a 1,6 x 10 coulombs. A distância percorrida por um desses elétrons livres, em uma hora, é aproximadamente igual a um: a) centímetro b) palmo c) metro d) quilômetro SOLUÇÃO: Cálculo da carga que passa no condutor num certo intervalo de tempo i= q q = i . t (I) t Cálculo do número de elétrons livres num certo comprimento N = n V n = N . V n = N . A . L (II) Cálculo da distância (L) percorrida pelo elétron livre num certo intervalo de tempo. Da equação (I) q = i . t q = n . e n . e = i . t Da equação (II) n = N . A . L N . A . L . e = i . t ; Δt 1h 3600s i 66A i. Δt d2 28 L= N 8,6 x 10 ; A ; d 10 2 m N. A . e 4 e 1,6 x 10 19 C i. t L= N. L= d .e 4 2 L 4 x i x t N x x d2 x e 4 x 66 x 3600 8,6 x 1028 x 3,14 x 10 2 x 1,6 x 1019 L = 21,99 x 102m L = 22cm RESPOSTA (B) 7 9. (UNIFOR-96) Pela secção transversal de um condutor passam 4,0 x 10 elétrons por segundo. A intensidade de corrente elétrica nesse condutor, em ampères, é igual a –19 Dado: Carga elementar = 1,6 x 10 C +12 –12 a) 6,4 x 10 d) 4,0 x 10 +12 –12 b) 2,5 x 10 e) 2,5 x 10 –12 c) 6,4 x 10 SOLUÇÃO: ∆q = i. ∆t n.e = i. ∆t i = n.e / ∆t n= 4 x 107 x 1,6 x 10-19 / 1 i = 6,4 x 10-12 A ∆q = n. e RESPOSTA (C) 10. RA. (UFBA) Uma Outra esfera esfera condutora condutora B, A, de tem uma carga elétrica Q A raio RB RA 3 , está inicialmente = 8 . neutra. –12 10 C e raio As esferas são interligadas através de um fio condutor de resistência desprezível, e o equilíbrio eletrostático se verifica após 2 –6 –6 –6 . 10 s. Determine, em 10 A, A intensidade da corrente que passa pelo fio, em 10 A) 0,25 SOLUÇÃO: B) 0,5 C) 1 D) 2 E) 4 A é igual a: Cálculo da carga que passa pelo fio. q = Q'B No equilíbrio: V = QA = Q'A + Q'B kQ' A RA V= kQ' B RB Q' A Q' kQ' A kQ' B B Q'A = 3Q'B RA = 3RB 3R B RB RA RB QA = 3Q'B + Q'B 8 x 1012 = 4Q'B Q'B = q = 2 x 1012C Cálculo da intensidade de corrente. i= 2 x 10 12 q i t 2 x 10 6 RESPOSTA (C) i = 1 x 106A GABARITO 01 C 02 C 03 A 04 D 05 D 06 A 07 E 08 B 09 C 10 C