Recebi esses 2 exercícios de meu professor para resolver e estou tendo bastante dificuldade, se puder detalhar cada passo eu agradeço bastante, Obrigado.
1) Uma diferença de potencial (ddp) V é estabelecida através de um fio nicromo de 200cm de comprimento e 1,0 mm de diâmetro, quando ele é conectado aos terminais de uma bateria. Sabendo que o campo elétrico no fio é de 0,75 V/m e a resistência no fio vale 3,8?, quais os valores da ddp no fio e na bateria, a resistividade para o nicromo e a corrente no fio?
2) Um determinado tipo de equipamento de raios-X descarrega um capacitor a fim de obter sua energia elétrica. O capacitor de 0,25µF é carregado a 100 kV e descarregado até 40 kV durante sua exposição de 0,1s. Calcule a quantidade de carga fornecida ao tubo de raios-X e a energia dissipada
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1) O valor da ddp, que chamaremos de U, da bateria e que é aplicada no fio pode ser encontrada multiplicando o campo elétrico pelo comprimento do fio convertido em metros:
U = E . l = 0,75 . 2 = 1,5V
Para determinar a resistividade, usamos a 2ª lei de Ohm R = r . l/A. Então, primeiro determinamos a área da seção do fio, em m²:
A = pi . raio² = 3,14 . (0,5 . 10^(-3))^2 = 7,85 . 10^(-7) m²
Logo, rearranjando a equação da resistividade:
r = R . A/l = 3,8 . 7,85 . 10^(-7) / 2 = 1,49 . 10^(-6) ohm . m
A corrente no fio pode ser obtida pela ddp já calculada e pela resistência dada partindo da 1ª lei de Ohm: I = U/R
I = 1,5/3,8 = 0,395 A
2) A quantidade de carga no capacitor antes da descarga é: Qo = C . Vo = 0,25 . 10^(-6) . 100 . 10^3 = 0,025 C
A quantidade de carga no capacitor depois da descarga é: Q = C . V = 0,25 . 10^(-6) . 40 . 10^3 = 0,01 C
A quantidade de carga fornecida ao raio-x é igual à variação de carga no capacitor |Q - Qo| = |0,01 - 0,025| = 0,015 C
A energia dissipada é igual à variação da energia armazenada no capacitor
A energia armazenada no início: Uo = C . Vo²/2 = 0,25 . 10^(-6) . (100 . 10^3)²/2 = 1250 J
A energia armazenada no fim: U = C . V²/2 = 0,25 . 10^(-6) . (40 . 10^3)²/2 = 200 J
Assim, a energia dissipada é U - Uo = 1250 - 200 = 1050 J
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boa noite
Para determinar a resistividade, usamos a 2ª lei de Ohm R = r . l/A. Então, primeiro determinamos a área da seção do fio, em m²:
A = pi . raio² = 3,14 . (0,5 . 10^(-3))^2 = 7,85 . 10^(-7) m²
Logo, rearranjando a equação da resistividade:
r = R . A/l = 3,8 . 7,85 . 10^(-7) / 2 = 1,49 . 10^(-6) ohm . m
A corrente no fio pode ser obtida pela ddp já calculada e pela resistência dada partindo da 1ª lei de Ohm: I = U/R
I = 1,5/3,8 = 0,395 A
2) A quantidade de carga no capacitor antes da descarga é: Qo = C . Vo = 0,25 . 10^(-6) . 100 . 10^3 = 0,025 C
A quantidade de carga no capacitor depois da descarga é: Q = C . V = 0,25 . 10^(-6) . 40 . 10^3 = 0,01 C
A quantidade de carga fornecida ao raio-x é igual à variação de carga no capacitor |Q - Qo| = |0,01 - 0,025| = 0,015 C
A energia dissipada é igual à variação da energia armazenada no capacitor
A energia armazenada no início: Uo = C . Vo²/2 = 0,25 . 10^(-6) . (100 . 10^3)²/2 = 1250 J
A energia armazenada no fim: U = C . V²/2 = 0,25 . 10^(-6) . (40 . 10^3)²/2 = 200 J
Assim, a energia dissipada é U - Uo = 1250 - 200 = 1050
Estou a disposição para tirar duvidas Prof Claudia
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