Question

13. (ACAFE 2014) É comum vermos em filmes ou séries de TV a utilização de um equipamento elétrico capaz de estimular os batimentos do coração após uma parada cardíaca. Tal equipamento é o desfibrilador, aparelho provido de dois eletrodos que aplica um choque no paciente, a fim de provocar a passagem de uma grande corrente variável pelo coração em um curto intervalo de tempo, estabelecendo assim o ritmo normal das contrações. A descarga acontece porque o desfibrilador libera a energia elétrica acumulada em um capacitor.



Fonte: BIT Boletim Informativo de Tecnovigilância, Brasília, Número 01, jan/fev/mar 2011 ISSN 2178-440X (Adaptado).

Imagine que um desses aparelhos possua uma tensão de 3kV entre os eletrodos e que o capacitor esteja carregado com 300J de energia. Despreze as resistências elétricas dos componentes do desfibrilador e também do paciente.
A alternativa correta que apresenta o módulo da corrente média, em ampér, que atravessa o tórax do paciente se a descarga ocorre no tempo de 10 ms é:

a) 20
b) 30
c) 10
d) 40

Preciso da justificativa!

Answer 1

Olá!

Temos que calcular a corrente elétrica que atravessa o tórax do paciente, sabendo que ela é dada por a carga elétrica pelo tempo.

$i = \frac{Q}{t}$

Porém, não temos a carga pero ela pode ser calculada apartir da capacitância do condensador, do desfibrilador, sabendo que ela é dada por:

$W = \frac{C * U^{2}}{2}$

Onde:

W = energia potencial eletrica

U = diferença de pontencia nas placas

C = capacitância do condensador.

$300 J = \frac{C * (3*10^{3})^{2}}{2} \\ 300 J * 2 = C * 9.10^{6}$

$C = \frac{600J}{9*10^{6}} = \frac{2}{3} *10^{-4} F$

Agora a carga elétrica liberada é dada por a capacitância e o diferencial de potencial eletrico entre as placas:

$Q = C * U\\ Q = (\frac{2}{3} * 10^{-4} ) * (3 * 10^{3})\\ Q = 2 * 10^{-1} C$

Finalmente podemos calcular a corrente elétrica, substituimos os dados:

$i = \frac{Q}{t}$

$i = \frac{2 * 10^{-1}}{1 *10^{-2}}$

$i = 20 A$

Alternativa correta : a) 20