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Movimento de partículas carregadas em campos elétricos
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Quando as partículas possuem carga elétrica, além da agitação térmica podem sofrer forças produzidas por campos elétricos. Essas forças geram um deslocamento direcionado conhecido como deriva elétrica, no qual as partículas adquirem velocidade média proporcional à intensidade do campo aplicado. O movimento resultante depende tanto da força elétrica que impulsiona as partículas quanto da resistência viscosa do meio que se opõe ao seu movimento. Este mecanismo constitui a base física do transporte iônico, da condução elétrica e de numerosos processos eletroquímicos e biológicos.
ID:(782, 'ky')
Força do campo elétrico
Descrição
Conceitualmente, o campo elétrico pode ser entendido como uma forma de armazenar energia e direção no espaço. A carga elétrica sente esse campo e responde movendo-se sob a ação da força resultante.
A intensidade do campo elétrico corresponde à força que uma partícula carregada experimenta quando está dentro de um campo elétrico. Esta força pode ser expressa como:
 $F_x = q \cdot E_x$
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onde Força ($F_x$), Carga elétrica da partícula ($q$) e Campo elétrico ($E_x$).
A equação mostra que quanto maior o campo elétrico, maior será a força exercida sobre a partícula. Da mesma forma, partículas com cargas maiores experimentam forças mais fortes. O sinal da carga também determina a direção do movimento: as cargas positivas são aceleradas na direção do campo elétrico, enquanto as cargas negativas são impulsionadas na direção oposta.
ID:(16280, 'gm')
Distância entre dois Pontos
Descrição
São definidos dois pontos e um volume associado a cada um deles, dentro dos quais é determinada a concentração de partículas.
Distância entre dois pontos.
Posteriormente, Distância entre dois pontos ($\Delta x$) é calculado como a diferença entre Posição 2 ($x_2$) e Posição 1 ($x_1$):
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$\Delta x = x_2 - x_1$
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ID:(15300, 'gm')
Diferença de potencial elétrico
Descrição
The electric potential is measured at each point and the difference between both potentials is subsequently determined:
Diferença de potencial elétrico entre dois pontos.
Diferença de potencial elétrico ($\Delta V$) is obtained by subtracting Potencial elétrico em 1 ($V_1$) from Potencial elétrico em 2 ($V_2$):
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$\Delta V = V_2 - V_1$
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ID:(15359, 'gm')
Campo elétrico
Descrição
O potencial elétrico, por outro lado, representa a energia potencial elétrica por unidade de carga. Enquanto o campo elétrico descreve forças locais, o potencial descreve como a energia elétrica é distribuída no espaço.
O campo elétrico aparece justamente quando o potencial muda de um ponto para outro. Se houver uma diferença de potencial espacial, as cargas tenderão a se mover em direção a regiões de menor energia potencial. Matematicamente, o campo corresponde à velocidade com que o potencial muda no espaço, ou seja, à sua derivada espacial:
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$E_x = - \displaystyle\frac{ dV }{ dx }$
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O sinal negativo indica que o campo aponta para onde o potencial diminui mais rapidamente. Em outras palavras, as cargas positivas são empurradas espontaneamente ladeira abaixo na paisagem do potencial elétrico.
ID:(16281, 'gm')
Mobilidade elétrica
Descrição
A mobilidade elétrica descreve a facilidade com que uma partícula carregada pode se mover através de um meio quando um campo elétrico atua. Representa a capacidade do íon ou partícula de responder ao impulso elétrico enquanto considera simultaneamente a resistência viscosa do ambiente.
Conceitualmente, uma carga imersa em um fluido experimenta dois efeitos opostos. O campo elétrico tenta acelerá-lo, enquanto a viscosidade do meio gera uma força de atrito que se opõe ao movimento. Após um curto intervalo, ambas as forças se equilibram e a partícula atinge uma velocidade média constante chamada velocidade de deriva.
A mobilidade indica precisamente quanta velocidade a partícula adquire para cada unidade de campo elétrico aplicado.
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$v_x = \mu_q \cdot E_x$
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onde Velocidade relativa entre a partícula e o meio ($v_x$), Mobilidade elétrica ($\mu_q$) e Campo elétrico ($E_x$). Se o campo aumentar, a força sobre a carga também aumentará e a partícula se moverá mais rapidamente. Da mesma forma, partículas com maior mobilidade respondem de forma mais eficiente ao campo e atingem velocidades mais elevadas.
ID:(16282, 'gm')
Fluxo de Partículas
Descrição
O fluxo de partículas corresponde ao número de partículas que atravessam uma superfície perpendicular à direção do movimento por unidade de tempo e por unidade de área. Para calculá-lo considera-se que Concentração ($C$) representa o número de partículas por unidade de volume. Se as partículas se movem com Velocidade relativa entre a partícula e o meio ($v_x$), então durante um intervalo de tempo $\Delta t$ elas percorrerão uma distância $v \Delta t$.
Se uma superfície $S$ for considerada perpendicular ao movimento, o volume varrido durante esse intervalo será $S \cdot v \cdot \Delta t$. Como cada volume unitário contém partículas $C$, o número total de partículas que cruzarão a superfície será:
$\Delta N = C \cdot S \cdot v \cdot \Delta t$
Portanto, o fluxo de partículas pode ser expresso como:
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$J_x = C \cdot v_x$
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com Fluxo de Partículas por Difusão ($J_x$), Concentração ($C$) e Velocidade relativa entre a partícula e o meio ($v_x$).
ID:(16290, 'gm')
Fluxo de Partículas por Campo Elétrico
Descrição
Se as partículas tiverem um Carga elétrica da partícula ($q$) e estiverem na presença de um Campo elétrico ($E_x$), elas experimentarão um Força ($F_x$).
Esta força acelera as partículas na direção do campo se a carga for positiva, ou na direção oposta se for negativa. No entanto, devido às colisões e à viscosidade efetiva do meio, as partículas não continuam a acelerar indefinidamente, mas atingem Velocidade relativa entre a partícula e o meio ($v_x$).
Se Concentração ($C$), então Fluxo de Partículas por Campo Elétrico ($\vec{J}$) corresponde ao número de partículas que atravessam uma superfície perpendicular ao movimento por unidade de tempo e por unidade de área. Este fluxo pode ser expresso como:
A velocidade de deriva depende da facilidade com que as partículas respondem a Campo elétrico ($E_x$). Esta propriedade é descrita por Mobilidade elétrica ($\mu_q$), definida por:
A equação mostra que partículas com maior mobilidade atingem velocidades mais altas sob o mesmo campo elétrico.
Por outro lado, o campo elétrico pode ser interpretado como a variação espacial do potencial elétrico. Em uma dimensão:
onde o sinal negativo indica que o campo aponta para onde o potencial diminui mais rapidamente.
Substituindo essas relações obtemos finalmente:
ID:(16276, 'gm')
Movimento de partículas carregadas em campos elétricos
Descrição
Cálculos
para 
,
depois, selecione a variável: 
para 
Cálculos
Variáve
Dado
Calcular
Objetivo :
Equação
A ser usado
Variáveis
ID:(782, 0)
Palos Verdes, Costa de Corral, Chile