Fisica3 (Eletromagnetismo)

CORRENTE E RES ISTÊNCIA 135
(26-3)
Como ilustra a Fig. 26-3b, a Eq. 26-3 continua a ser válida mesmo que os fios sejam
retorcidos. No caso da corrente, as setas indicam apenas o sentido em que as cargas
estão se movendo em um condutor e não urna direção no espaço.
O Sentido da Corrente
Na Fig. 26-lb, desenhamos as setas que indicam a corrente no sentido em que partículas
positivamente carregadas seriam forçadas pelo campo elétrico a se mover no
circuito. Se fossem positivos, esses portadores de carga, corno são chamados, sairiam
do terminal positivo da bateria e entrariam no terminal negativo. Na verdade,
no caso do fio de cobre da Fig. 26-lb, os portadores de carga são elétrons, partículas
negativamente carregadas. O campo elétrico faz essas partículas se moverem no
sentido oposto ao indicado pelas setas, do terminal negativo para o terminal positivo.
Por motivos históricos, porém, usamos a seguinte convenção: - TESTE 1
A seta da corrente é desenhada no sentido em que portadores de carga positivos se
moveriam, mesmo que os portadores sejam negativos e se movam no sentido oposto.
Podemos usar essa convenção porque na maioria das situações, supor que portadores
de carga positivos estão se movendo em um sentido tem exatamente o mesmo
efeito que supor que portadores de carga negativos estão se movendo no sentido
oposto. (Nos casos em que isso não é verdade, abandonamos a convenção e descrevemos
o movimento do modo corno realmente acontece.)
A figura mostra parte de um circuito.
Quais são o valor absoluto e o sentido
da corrente i no fio da extremidade inferior
direita?
-1A
-2A
2A-
2A
l
-
Exemplo (
A corrente elétrica como derivada do fluxo de carga
A vazão da água em urna mangueira, dV!dt, é 450 crn 3 /s.
Qual é a corrente de cargas negativas?
IDEIAS- CHAVE
A corrente ide cargas negativas se deve ao movimento dos
elétrons das moléculas de água. A corrente é a taxa com
a qual as cargas negativas passam por qualquer plano que
intercepte totalmente a mangueira.
Cálculos Podemos escrever a corrente em termos do número
de moléculas que passam por um plano por segundo como
ou
carga ) ( elétrons) (moléculas)
por por por
(
elétron molécula segundo
dN
i = (e)(lO) Tt·
Usamos 10 corno número de elétrons por molécula porque
em urna molécula de água (H 2 0) existem 8 elétrons no átomo
de oxigênio e 1 elétron em cada átomo de hidrogênio.
Podemos expressar a derivada dN/dt em termos da
vazão dV/dt escrevendo
(
moléculas) (moléculas) ( mols por )
por = por umdade de
segundo mol massa
m~ssa por) ( volume )
x unidade de por .
(
volume segundo
"Moléculas por rnol" é o número de A vogadro, NA- "Mols
por unidade de massa" é o inverso da massa molar M da
água. "Massa por unidade de volume" é a massa específica
p da água. "Volume por segundo" é a vazão dV/dt.
Assim, temos:
dN = N (_!__) ( dV ) =
NAp dV.
dt A M p dt M dt
Substituindo esse resultado na equação de i, obtemos
. _ 1
dV
l = lOeNAM p Tt·
O valor de NA é 6,02 X 10 23 moléculas/mol, ou 6,02 X
10 23 rno1- 1 , e p = 1000 kg/rn 3 . Podemos calcular a massa
molar da água a partir das massas molares do oxigênio
e do hidrogênio (veja o Apêndice F). Somando a mas a
molar do oxigênio (16 g/mol) a duas vezes a mas a mo-