ATPS: Fisica 3

Conteúdo

Etapa 3 3

CORRENTE E RESISTÊNCIA. CIRCUÍTOS 3

Passo 1 3

Passo 2 3

Passo 3 4

Passo 4 4

REFERÊNCIAS: 5

Etapa 3

CORRENTE E RESISTÊNCIA. CIRCUÍTOS

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 =5,8 cm., velocidade v = 2,8 m/s e densidade de cargas r = 1,5 x 10-3 C/m3.

Resolução:

I=(1,5 .〖10〗^(-3) C⁄m^3 ) π (0,058)^2 (2,8m⁄s)

I=44,38 .〖10〗^(-6) 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=V.I

P=(44,38 .〖10〗^(-6) A)(1,4254 .〖10〗^5 V)

P=6,3267W

Passo 3

Calcular a energia transferida para a centelha se uma centelha ocorreu no momento em que o pó deixou o tubo e durou 0,22 s (uma estimativa razoável).

E=6,3267W .0,22

E=1,3918 J

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 102,4 V em 0,32 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 1,44 kV e que a capacitância entre seu corpo e a cadeira é de 17 pF.

Q=C.V

Q=17pF.1,44kV

A=24,48 .〖10〗^(-9)

Q=C.V=10pF x 1,4kV

i=Qt

R=VmaxQt=100V?=Ω

R=Vmax140,3=100V46,66=Ω

R=2,14