Lista Cap 26 Corrente Eletrica

F-328 – Física Geral III – 1o Semestre 2013

LISTA DO CAPÍTULO 26
1) A corrente em um fio varia com o tempo segundo a relação i = 4 + 2t2, onde i é dada em ampère e t em segundos.
a. Qual a carga em Coulomb que passa através de uma seção transversal do fio no intervalo de tempo entre t=5 s e t = 10 s?
b. Que corrente constante transportaria a mesma carga no mesmo intervalo de tempo? R: (a) 603,34 C; (b) 120,67 A.
2) A corrente em um condutor diminui exponencialmente com o tempo de acordo com a
-

t

equação i(t) = i 0 e t , onde i0 é a corrente inicial (em t = 0) e τ é uma constante que tem dimensões de tempo.
a. qual é a carga em Coulomb que passa através de uma seção transversal do fio no intervalo de tempo t = 0 e t = τ ?
b. Quanta carga passa por esse condutor entre t = 0 e �=∞?
3) Determine a corrente em um fio de raio R = 3,4 mm se o módulo da densidade de corrente é dado por:
a. Ja = J0 (r / R) ;
b. Jb = J0 (1- r / R) , onde r é a distância radial e J0=5,5×104 A/m2.
c. Para qual das duas funções a densidade de corrente perto da superfície do fio é maior? 4) Um fio de prata de 1 mm de diâmetro conduz uma carga de 90 C, em 1h15min. A prata contém 5,8×1028 elétrons livres por m3.
a. Qual é a corrente elétrica no fio?
b. Qual é a velocidade de deriva dos elétrons no fio?
R: (a) 20 mA; (b) 2,7×10–6 m/s.
5) Uma válvula diodo da era pré-transistor contém um par de placas planas paralelas de espaçamento d, no vácuo. Estabelece-se entre elas uma diferença de potencial V. Um feixe de elétrons com área de seção transversal A e de velocidade inicial v0 é emitido a partir de uma das placas (catodo) e acelerado até a outra (anodo), produzindo uma corrente estacionária de intensidade i.
a. Calcule a velocidade v(x) de um elétron à distância x do cátodo.
b. Calcule a densidade n(x) de elétrons no feixe como função de x. Suponha que i é suficientemente fraco para que o campo gerado pelos elétrons seja desprezível em confronto com o campo acelerador.

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