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Eletrodinâmica (UFPE)

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Eletrodinâmica (UFPE) Empty Eletrodinâmica (UFPE)

Mensagem por Jowex Qui 07 Nov 2013, 19:14

Em uma solução iônica,N(+)=5,0 . 10^15 íons positivos, com carga individual Q(+) = +2e, se deslocam para a direita a cada segundo. Por outro lado, N(-) = 4,0 . 10^16 íons negativos, com carga individual igual a Q(-) = -e, se movem em sentido contrário a cada segundo. Qual é a corrente elétrica, em mA , na solução?
Dado: e = 1,6 . 10^-19 C.


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Mensagem por Elcioschin Qui 07 Nov 2013, 21:53

Corrente devido às cargas positivas ----> i' = (5.10^15).(2.1,6.10^-19) ---> i' = 1,6.10^-3 C

Corrente devido às cargas negativas ----> i" = (4.10^16).(1,6.10^-19) ---> i" = 6,4.10^-3 C

O sentido convencional de ambas as correntes é o mesmo, logo, a corrente resultante é a soma de ambas:

i= i' + i" ----> i = 1,6.10^-3 + 6,4.10^-3 ----> i = 8.10^-3 A ----> i = 8 mA
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Mensagem por Guallok Sex 27 maio 2016, 17:43

Por que as correntes convencionais são de mesmo sentido ?

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Mensagem por Elcioschin Sex 27 maio 2016, 19:17

Você precisa dar uma lida urgente na teoria básica sobre corrente elétrica: você NÃO sabe a definição !!!!!

Por definição, o sentido convencional da corrente elétrica é o MESMO sentido das cargas positivas e é o sentido OPOSTO das cargas negativas !!!
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Mensagem por hugo araujo Sex 27 maio 2016, 20:15

- A corrente elétrica é qualquer fluxo ordenado de cargas.

- O movimento de uma carga elétrica em um sentido é, com raras exceções, equivalente ao movimento de uma carga de sinal oposto e de mesmo módulo se movimentado em sentido contrário. 

- os físicos convencionaram que o sentido da corrente elétrica é o mesmo sentido do fluxo de cargas positivas, não importando se os portadores de cargas são realmente cargas positivas, negativas ou ambas.

- como a corrente elétrica convencional é definida pelo movimento de cargas positivas, o sentido da corrente é o mesmo sentido elétrico que a produz.

- Dito isso, como I =  ∆Q/∆ t = (n.e)/∆ t 

perceba que a corrente elétrica é a quantidade de portadores de cargas, independente do sentindo, que passam por uma secção de área, por exemplo, em um determinado intervalo de tempo.

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Mensagem por Elcioschin Sex 27 maio 2016, 21:52

Imaginem uma eletrólise

Íons positivos se dirigem do eletrodo A para o B ---> isto corresponde a uma corrente convencional i no sentido A-->B

Uma igual quantidade de íons negativos se dirigem do eletrodo B para o eletrodo A. Isto corresponde a uma corrente i de mesmo valor no sentido convencional A-->B

Assim, a corrente resultante TOTAL no circuito é iR = 2.i  com sentido convencional A-->B

Agora, vamos analisar uma 2ª hipótese: as duas correntes tem sentidos convencionais diferentes.  Neste caso a corrente resultante total seria i'R = i - i ---> i'R = 0.

Olhem a contradição:

1) Está sendo realizado um trabalho mecânico, pois a eletrólise está ocorrendo (existe movimento de cargas e deposição de materiais nos eletrodos). Este trabalho é proveniente da transformação da energia elétrica (corrente elétrica circulando) em energia mecânica (cinética).

2) Por outro lado, pela 2ª hipótese i'R = 0, isto é NÃO existe corrente elétrica. E, sem corrente elétrica é impossível haver trabalho.

Conclusão óbvia (que não admite contestação): A 2ª hipótese é FALSA

Assim, o sentido convencional da corrente devido ao movimento dos íons negativos é oposto ao sentido convencional da corrente devido ao movimento dos íons positivos: ambas as correntes devem ser SOMADAS e o sentido convencional da corrente resultante é o mesmo dos íons positivos.
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Mensagem por hugo araujo Sex 27 maio 2016, 22:08

hugo araujo escreveu:- A corrente elétrica é qualquer fluxo ordenado de cargas.

- O movimento de uma carga elétrica em um sentido é, com raras exceções, equivalente ao movimento de uma carga de sinal oposto e de mesmo módulo se movimentado em sentido contrário. 

- os físicos convencionaram que o sentido da corrente elétrica é o mesmo sentido do fluxo de cargas positivas, não importando se os portadores de cargas são realmente cargas positivas, negativas ou ambas.

- como a corrente elétrica convencional é definida pelo movimento de cargas positivas, o sentido da corrente é o mesmo sentido elétrico que a produz.

- Dito isso, como I =  ∆Q/∆ t = (n.e)/∆ t 

perceba que a corrente elétrica é a quantidade de portadores de cargas, independente do sentindo, que passam por uma secção de área, por exemplo, em um determinado intervalo de tempo.


Élcio, minha explicação está errada ?

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Mensagem por Elcioschin Sáb 28 maio 2016, 11:02

Hugo

Sua explicação está correta sim. Mas ela não esclarece porque o sentido da corrente elétrica nos fios é oposto ao sentido do movimento real dos elétrons. Isto é, não explica porque os cientistas adotaram esta convenção. E os estudantes, em geral, ficam confusos quanto ao motivo desta convenção "esquisita".

O motivo desta convenção só fica claro quando se analisa o movimento de cargas positivas (prótons ou cátions), que são coisas mais raras, como você disse na sua explicação.

Movimento de prótons é coisa muito rara: ocorre, por exemplo em aceleradores de partículas de grandes laboratórios como o CERN, na Europa.

Já o movimento de íons (cátions e ânions) é coisa mais comum: ocorre em reações químicas em geral e, em especial, na eletrólise, para dessalinizar água do mar, para recobrimento de metais (galvanização, cromação, etc.), no funcionamento dos rins (para retirada de sódio, potássio, e outros elementos nocivos ao organismo dos animais), na hemodiálise de pacientes renais, etc.

Assim, a minha complementação foi para os usuários do fórum entenderem o porquê (e não para ficarem eternamente "aceitando" a convenção)
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Mensagem por hugo araujo Sáb 28 maio 2016, 11:37

Entendo, obrigado Élcio.  Very Happy

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Mensagem por Guallok Seg 30 maio 2016, 14:10

Obrigado Élcio, o que me deixou confuso realmente foi isso, porém, eu não imaginava que o exercício colocaria essa questão em relevância, por ser um tanto quando "esquisita" essa convenção. Vejo que preciso me atentar mais a detalhes. Mais uma vez obrigado.

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