Como calcular corrente elétrica
Para aprendermos a calcular a corrente elétrica, antes devemos entender a fórmula para calcularmos a carga elétrica. Veja:
|Q| = n . e
- |Q| quantidade de carga elétrica, medida em coulomb (C)
- n: número de portadores de carga
- e: carga elétrica elementar, que é fixa (e = 1,6 . 10-19 C)
Com isso em mente, podemos calcular a intensidade média da corrente elétrica por meio da equação:
im = |Q| / Δt
- i = intensidade, medida em ampére (A)
- Δt = intervalo de tempo
Atenção: enquanto carga se mede em coulomb, corrente se mede em ampére. No entanto, o ampere nada mais é do que C/s (coulomb por segundo).
Importante notar ainda que nem sempre essa fórmula nos ajudará a resolver todos os casos. Dependendo da situação, podemos nos deparar com um gráfico (intensidade da corrente elétrica x tempo), fazendo com que a quantidade de carga elétrica seja numericamente igual à área da figura geométrica formada pelo gráfico. Veja:
Atenção: quando a questão nos apresenta um gráfico como esse do exemplo, não podemos utilizar a fórmula Q = i . Δt, pois essa fórmula serve apenas quando a corrente elétrica for constante.
Exercícios resolvidos
Questão 1
(Uel-PR) Pela secção reta de um condutor de eletricidade passam 12,0 C a cada minuto. Nesse condutor a intensidade da corrente elétrica, em ampéres, é igual a
a) 0,08
b) 0,20
c) 5,0
d) 7,2
e) 12
RESOLUÇÃO:
Repare que o enunciado nos dá a quantidade de carga que passa pelo condutor a cada minuto. Ou seja, para resolvermos essa questão devemos utilizar a fórmula que vimos acima:
i = |Q| ÷ Δt
Atenção: lembre que o tempo deve ser em segundos e que o enunciado nos deu o valor em minutos. Portanto:
i = 12 C ÷ 60 s
i = 0,20 A
Resposta: B
Questão 2
(Unesp-SP) Mediante estímulo, 2×105 íons de K+ atravessam a membrana de uma célula nervosa em 1,0 milissegundo. Calcule a intensidade dessa corrente elétrica, sabendo-e que a carga elementar é 1,5×10-19.
O primeiro cuidado que devemos ter nesta questão é atentar para o fato de que nos foi dado o intervalo de tempo em milissegundos, ou seja, 10-3 s.
Com isso em mente, sabemos que, para calcular a corrente elétrica média, podemos utilizar:
i = |Q| ÷ Δt
Lembre-se que a carga (Q) é igual o número de partículas multiplicado pela carga elementar (n . e). Assim, podemos colocar tudo em uma mesma equação:
i = n . e ÷ Δt
i = 2.105 . 1,6.10-19 ÷ 10-3
Uma dica para fazer esse tipo de calcular sem dor de cabeça é resolver primeiro os números que não são potência de 10 separadamente. Depois, parte-se para as potências.
A multiplicação dos números é simples (2 . 1,6 = 3,2). Já para calcular as potências de 10, devemos somar as potências que estão à esquerda (ou na parte de cima, para quem monta a equação como fração) e subtrair da potência que está na parte da direita (ou embaixo). Assim: 5 + (-19) – (-3) = -11. Portanto:
i = 3,2.10-11 A
Questão 3
(UFSM-RS) Uma lâmpada permanece acesa durante 5 minutos por efeito de uma corrente de 2 A, fornecida por uma bateria. Nesse intervalo de tempo, a carga total (em C) liberada pela bateria é
a) 0,4
b) 2,5
c) 10
d) 150
e) 600
RESOLUÇÃO:
Repare que, nesta questão, a corrente é constante. Isso facilita nossa vida, pois podemos fazer:
Q = i . Δt
Lembre-se, porém, de converter os minutos, pois o próprio enunciado pede a carga em coulomb (C). E, como vimos, C = A . s
Q = 2 . 5 . 60
Q = 600 C
Resposta: E
Questão 4
A corrente elétrica de um condutor metálico tem calor representado no gráfico, durante 100 s.
a) Determine a quantidade de carga elétrica, em coulomb, que atravessa a secção transversal desse condutor.
Nesta questão, podemos ver pelo gráfico que a corrente não é constante, ou seja, temos que utilizar a área da figura geométrica formada pelo gráfico. Nesse caso, trata-se de um trapézio. Portanto:
Q = área
Q = (B + b ÷ 2) . h
Q = (100 + 60 ÷ 2) . 20
Q = 1600 C
Atenção: cuidado com as unidades! Por sorte, esse gráfico nos trouxe as unidades que devemos utilizar (ampéres e segundos). Mas fique atento.
b) Calcule a intensidade média da corrente elétrica, em ampére, nesses 100 s.
Essa estamos carecas de saber:
im = |Q| ÷ Δt
A carga já foi calculada no tópico anterior. Portanto:
i = 1600 ÷ 100
i = 16 A
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