Lei de Gaus

ETAPA 3 - Aula-tema: Corrente e Resistência. Circuitos.

Essa atividade é importante para discutir as cargas em movimento, isto é, corrente elétrica e relacionar com resistência elétrica. Essa etapa também é importante para compreender os cálculos envolvidos em um circuito elétrico como potência e energia.
Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

PASSOS

Passo 1

Determinar a expressão para a corrente i (o fluxo das cargas elétricas associadas ao pó) em uma seção reta do cano. Calcular o valor de i para as condições da fábrica: raio do cano R = 5,0 cm, velocidade v = 2,0 m/s e densidade de cargas r = 1,1 x 10-3 C/m3.

I = ?
R = 5,0cm ou 0,5 m
V = 2,0 m/s
P = 1,1 . 10-3 C/m3

I = 5,5 . 10-4 A

Passo 2
Determinar a taxa (potência) com a qual a energia pode ter sido transferida do pó para uma centelha quando o pó deixou o cano. Considerar que quando o pó saiu do cano e entrou no silo, o potencial elétrico do pó mudou e o valor absoluto dessa variação foi pelo menos igual a diferença de potencial calculada no passo 2 na etapa 2.

P = 19.106 W

Passo 3
Calcular a energia transferida para a centelha se uma centelha ocorreu no momento em que o pó deixou o tubo e durou 0,20 s (uma estimativa razoável).

T = 0,20s

P = 195 . 106 W

Passo 4
Calcular qual deve ser a resistência entre a pulseira e a terra para que seu corpo chegue ao nível seguro de potencial de 100 V em 0,3 s, ou seja, um tempo menor que o que você levaria para tocar no silo. Se você usar uma pulseira condutora em contato com a terra seu potencial não aumentará tanto quando você se levantar, além disso, a descarga será mais rápida, pois a resistência da ligação a terra será menor que a dos sapatos. Suponha que no momento que você se levanta o potencial do seu corpo é de 1,4 kV e que a capacitância entre seu corpo e a cadeira é de 10 pF.

V = R . I
100 = R . 4,6 . 10-8
R = 2,17 . 109Ω

I = 4,6 . 10-8 A

Q = 1,4 . 10-8 C

ETAPA 4 -