Corrente e resistência - Esquemas

ETAPA 3

Aula – tema: Corrente e Resistência – Circuitos

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 p = 1,1 x 10 3c/m 3 .

I = Q/Δt

Δt= d/v

Δt= 5 x 10-2 / 2

Δt= 2.5 x 10-2 s

i = (1.1 x 10-3 / 2.5 x 10-2 i = (4.4 x 10-2 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 = U.i > P = -1,55 x 105 x 1,7 x 10-5 = 2,64 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 0,20s (uma estimativa razoável)

E = P x Δt > 2,64 x 0,20 = 0,53J

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 da 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.

C = q / v

i = q / t

V = R . i

10 pF = q / 1,4 x 103

i = 1,4 x 10-8/ 0,3

100 V = R x 4,7 x 10-8 A

q = 1,4 x 10 -8C

i = 4,7 x 10 -8 A

R = 2,12 x 10 -9 Ω

ETAPA 4

Aula – tema: Campos Magnéticos

Passos

Passo 1

Pesquisar sobre o campo magnético terrestre, como ele é produzido e como esse campo varia de acordo com a localidade. Pesquisar também qual é o valor magnético na sua região.

O módulo do campo magnético da Terra varia devido as condições geológicas presentes em determinados locais, ele pode diferir bastante do valor esperado para cada região. Na maior parte dos pontos da superfície da terra o campo magnético não é paralelo a superfície. Por isso ele é especificado por meio de suas componentes horizontal e vertical.

A origem desse campo e suas consequências ainda são objeto de estudo, porém é sabido que graças a ele nos mantemos na superfície da Terra em vem de sermos projetados para o espaço.

No núcleo da Terra acredita-se haver ferro e níquel em estado de fusão, a cerca de 3.000 km de profundidade. Esse fluído em constante movimento gera correntes elétricas e por consequência o campo magnético.

Passo 2

Calcular o valor da força elétrica que age sobre uma carga elétrica que se move no cano de acordo com as condições apresentadas no passo 1 da etapa 3 e no passo anterior dessa etapa.

F = K.q/d2

F= 9 x 109 x 1,1 x 10-3 / 0,52

F