ATPS Fisica 3 - Etapa 3

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