Question

Podemos entender simplificadamente,a descarga elétrica entre duas nuvens ,supondo que eles se comportem como um capacitor ideal de placas paralelas com cargas iguais e sentido oposto.

Considere que a distância entre duas nuvens seja de 300m e que a capacitância do sistema formado pelas nuvens seja igual 1,6.10-^8 F

a) Qual a carga elétrica acumulada em cada uma dessas nuvens,para provocar uma descarga elétrica entre eles ,sabendo-se que um campo elétrico de intensidade 3.10^6V/m ioniza o ar entre as nuvens?

b) Supondo que toda a energia fornecida pela descarga elétrica ,fosse armazenada ,quantas lâmpadas de 60W poderiam ficar acessas durante uma hora utilizando essa energia ?

Answer 1

Resposta:

Explicação:  Sabemos que a expressão que relaciona carga e capacitância é:

Q=V.C

Sabemos ainda que existe uma relação em capacitores de placas paralelas entre tensão, campo elétrico e distância entre as placas de um capacitor dada por:

V=E.d

Substituindo a segunda equação na primeira teremos:

Q=E.d.C

Substituindo os dados que a questão nos fornece teremos uma caraga de:

Logo teremos como resposta o valor de 7,2 Coulombs.

VLW.

Answer 2

Olá,tudo bem?

Resolução:

a)  

Campo elétrico

•                               (1) $\boxed{U=E.d}$ ⇔ (2)$\boxed{U=\dfrac{Q}{C} }$

Onde:

U=diferença de potencial → [Volt]

E=campo elétrico →  [N/C] ou [V/m]

d=distância → [m]

Q=carga elétrica → [Coulomb]

C=capacitância → [Farad]

Dados:

d=300m

C=1,6.10⁻⁸F

E=3.10⁶V/m

Q=?

A carga elétrica acumulada :

                       

•                             $U=E.d\\ \\U=\dfrac{Q}{C}\\ \\isolando \to (Q),teremos:\\ \\Q=C.U\\ \\substituindo\ (1)\ em\ (2),fica:\\ \\Q=C.E.d\\ \\Q=(1,6.10-^{8})*(3.10^6)*(300)\\ \\\boxed{Q=14,4Coulombs}$

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b)

     Energia elétrica                              

•                                        (1)$\boxed{Ep=\dfrac{Q^2}{2.C} }$ ⇔ (2) $\boxed{P=\dfrac{Ep}{\Delta t} }$  

Sendo:

Ep=Energia potencial → [Joule]

Q=carga elétrica → [Coulomb]

C=capacitância → [Farad]

P=Potência elétrica → [Watt]

Δt=intervalo de tempo → [s]

Dados:

Q=14,4C

C=1,6.10⁻⁸F

Δt=1h ⇒ =3.600s

P=?

A potência elétrica:

                   

•                             $Ep=\dfrac{Q^2}{2.C}\\ \\P=\dfrac{Ep}{\Delta t}\\ \\substituindo\ (1)\ em\ (2),fica:\\ \\P=\dfrac{Q^2}{2.C.\Delta t}\\ \\P=\dfrac{(14,4)^2}{(2)*(1,6.10-^{8})*(3.600)}\\ \\P=\dfrac{207,36}{0,0001152}\\ \\\boxed{P=1.800.000Watts}$

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A quantidade de lâmpadas de 60W que poderia ficar acessa durante uma hora ,utilizando a energia:

                             

•                               $n=\dfrac{P_t}{P}\\ \\n=\dfrac{1.800.000}{60}\\ \\\boxed{n=30.000l\^ampadas}$

Bons estudos!=)