Fundamentos de Física, Volume 3: Eletromagnetismo
Perguntas
Potência A potência P, ou taxa de transferência de energia, em um componente submetido a uma diferença de potencial V é dada por
Dissipação Resistiva No caso de um resistor, a Eq. 26-26 pode ser escrita na forma
Nos resistores, a energia potencial elétrica é convertida em energia térmica por meio de colisões entre os portadores de carga e os átomos da rede cristalina.
Semicondutores Os semicondutores são materiais que possuem um número relativamente pequeno de elétrons de condução, mas se tornam bons condutores quando são dopados com outros átomos que fornecem elétrons livres.
Supercondutores Os supercondutores são materiais cuja resistência se anula totalmente em baixas temperaturas. Recentemente, foram descobertos materiais cerâmicos que se tornam supercondutores em temperaturas bem maiores que as temperaturas em que o efeito se manifesta nos supercondutores metálicos.
Perguntas
1 A Fig. 26-15 mostra as seções retas de três condutores longos de mesmo comprimento, feitos do mesmo material. As dimensões das seções retas estão indicadas. O condutor B se encaixa perfeitamente no condutor A, e o condutor C se encaixa perfeitamente no condutor B. Coloque, na ordem decrescente da resistência entre as extremidades: os três condutores e a combinação A + B (B no interior de A) e a combinação B + C (C no interior de B) e A + B + C (C no interior de B e B no interior de A).
Figura 26-15 Pergunta 1.
2 A Fig. 26-16 mostra as seções retas de três fios de mesmo comprimento, feitos do mesmo material. A figura também mostra as dimensões das seções retas em milímetros. Coloque os fios na ordem decrescente da resistência (medida entre as extremidades do fio).
Figura 26-16 Pergunta 2.
3 A Fig. 26-17 mostra um condutor em forma de paralelepípedo de dimensões L, 2L e 3L. Uma diferença de potencial V é aplicada uniformemente entre pares de
faces opostas do condutor, como na Fig. 26-8b. A diferença de potencial é aplicada primeiro entre as faces esquerda e direita, depois entre as faces superior e inferior, e finalmente entre as faces dianteira e traseira. Coloque esses pares na ordem decrescente dos valores das seguintes grandezas (no interior do condutor): (a) módulo do campo elétrico, (b) densidade de corrente, (c) corrente e (d) velocidade de deriva dos elétrons.
Figura 26-17 Pergunta 3.
4 A Fig. 26-18 mostra os gráficos da corrente i em uma seção reta de um fio em quatro diferentes intervalos de tempo. Coloque os intervalos na ordem decrescente da corrente total que passa pela seção reta durante o intervalo.
Figura 26-18 Pergunta 4.
5 A Fig. 26-19 mostra quatro situações nas quais cargas positivas e negativas se movem horizontalmente e a taxa com a qual as cargas se movem. Coloque as situações na ordem decrescente da corrente efetiva.
Figura 26-19 Pergunta 5.
6 Na Fig. 26-20, um fio percorrido por corrente possui três trechos de raios diferentes. Coloque os trechos na ordem decrescente do valor das seguintes grandezas: (a) corrente, (b) módulo da densidade de corrente e (c) módulo do campo elétrico.
Figura 26-20 Pergunta 6.
7 A Fig. 26-21 mostra o potencial elétrico V(x) em função da posição x ao longo de um fio de cobre percorrido por corrente. O fio possui três trechos de raios diferentes. Coloque os trechos na ordem decrescente do valor das seguintes grandezas: (a) campo elétrico e (b) densidade de corrente.
Figura 26-21 Pergunta 7.
8 A tabela a seguir mostra o comprimento, o diâmetro e a diferença de potencial entre as extremidades de três barras de cobre. Coloque as barras na ordem decrescente (a) do módulo do campo elétrico no interior da barra, (b) da densidade de corrente no interior da barra e (c) da velocidade de deriva dos elétrons.