Resistores e Associação de Resistores

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1 Parte I Resistores e Associação de Resistores 1. (Ufmg 2012) Arthur monta um circuito com duas lâmpadas idênticas e conectadas à mesma bateria, como mostrado nesta figura: c) 8. d) 12. e) (Ufu 2011) Considere um circuito elétrico formado por uma fonte ideal com força eletromotriz (fem) de 18 V e três resistências R1 = 2,00 Ω, R2 = 5,00 Ω e R3 = 1,25Ω, como mostra a figura abaixo. Considere nula a resistência elétrica dos fios que fazem a ligação entre a bateria e as duas lâmpadas. Nos pontos A, B, C e D, indicados na figura, as correntes elétricas têm, respectivamente, intensidades i A, i B, i C e i D. a) A corrente elétrica I B é menor, igual ou maior à corrente elétrica i C? Justifique sua resposta. b) Qual é a relação correta entre as correntes elétricas i A, i B e i D? Justifique sua resposta. c) O potencial elétrico no ponto A é menor, igual ou maior ao potencial elétrico no ponto C? Justifique sua resposta. 2. (Uftm 2012) Um ônibus elétrico percorre um trecho plano de uma rua, com velocidade constante, consumindo uma potência elétrica de 2400kW. Sua fonte alimentadora tem uma tensão de 2000 V. Calcule: a) a intensidade da corrente que alimenta esse ônibus. b) a tensão na subestação, se a resistência interna da fiação que a une ao ônibus for de 0,10 Ω. 3. (Uftm 2011) No circuito mostrado no diagrama, todos os resistores são ôhmicos, o gerador e o amperímetro são ideais e os fios de ligação têm resistência elétrica desprezível. A corrente no circuito é: a) 6,00 A b) 12,00 A c) 2,20 A d) 4,00 A 5. (Eewb 2011) No esquema da figura, temos um gerador ideal que fornece uma tensão constante de 120 V, duas lâmpadas L 1e L 2 e um resistor de resistência elétrica R. L 1 só acende com 120 V e L 2 só acende com 100 V. Nestas condições, L 1 dissipa 120 W e L2dissipa 100 W. Estando as lâmpadas acesas, determine o valor de R. a) 90Ω b) 45Ω c) 30Ω d) 20Ω 6. (Ufmg 2010) Um professor pediu a seus alunos que ligassem uma lâmpada a uma pilha com um pedaço de fio de cobre. Nestas figuras, estão representadas as montagens feitas por quatro estudantes: A intensidade da corrente elétrica indicada pelo amperímetro, em A, é de a) 3. b) 4. Considerando-se essas quatro ligações, é CORRETO afirmar que a lâmpada vai acender apenas a) na montagem de Mateus. b) na montagem de Pedro. c) nas montagens de João e Pedro. Página 1

2 d) nas montagens de Carlos, João e Pedro. 7. (G1 - cftmg 2010) Um aquecedor elétrico, cuja resistência vale 100Ω, foi fabricado para funcionar em uma rede elétrica de 220 V. Ligando-o em 110 V, sem alterar sua potencia, a resistência elétrica desse aquecedor deverá ser trocada por outra de valor, em Ω, igual a a) 25. b) 50. c) 200. d) (G1 - cftmg 2008) A FIG. 1 representa uma associação de resistências idênticas e a FIG. 2, uma bateria e fios de ligação. a) R$ 21,78 b) R$ 36,15 c) R$ 28,26 d) R$ 24, (Ufmg 2006) Pretendendo instalar um aquecedor em seu quarto, Daniel solicitou a dois engenheiros - Alberto Pedrosa e Nilton Macieira - fazerem, cada um, um projeto de um sistema de aquecimento em que se estabelecesse uma corrente de 10 A, quando ligado a uma rede elétrica de 220 V. O engenheiro Pedrosa propôs a instalação de uma resistência que, ligada à rede elétrica, aqueceria o quarto por efeito Joule. Considere que o quarto de Daniel tem uma capacidade térmica de 1, J/ C. a) Com base nessas informações, CALCULE o tempo mínimo necessário para que o aquecedor projetado por Pedrosa aumente de 5,0 C a temperatura do quarto. Para se obter o maior valor de corrente elétrica, os fios devem ser ligados nos pontos a) A e B. b) A e D. c) B e C. d) C e D. 9. (Pucmg 2007) No circuito da figura a seguir, é CORRETO afirmar que os resistores: Por sua vez, o engenheiro Macieira propôs a instalação, no quarto de Daniel, de uma bomba de calor, cujo funcionamento é semelhante ao de um aparelho de ar condicionado ligado ao contrário. Dessa forma, o trabalho realizado pelo compressor do aparelho é utilizado para retirar calor da parte externa e fornecer calor à parte interna do quarto. Considere que o compressor converte em trabalho toda a energia elétrica fornecida à bomba de calor. Com base nessas informações, b) RESPONDA: O sistema proposto por Macieira aquece o quarto MAIS rapidamente que o sistema proposto por Pedrosa? JUSTIFIQUE sua resposta. 12. (G1 - cftmg 2005) Considere o circuito a seguir: a) R1, R2 e R5 estão em série. b) R1 e R2 estão em série. c) R4 e R5 não estão em paralelo. d) R1 e R3 estão em paralelo. 10. (Pucmg 2007) Numa residência existem quatro aparelhos elétricos, descritos na tabela a seguir: Dados: 1 mês = 30 dias; 1kWh = R$ 0,30 O custo mensal em R$ de toda a energia consumida na casa pelo uso de todos os aparelhos é aproximadamente de: É INCORRETO afirmar que queimando a lâmpada a) L 3, a tensão sobre a lâmpada L 2 diminuirá. b) L 1, a tensão entre os pontos X e Y continua igual a 3 V. c) L 4, a intensidade da corrente elétrica na lâmpada L 1 será nula. d) L 2, a intensidade da corrente elétrica na lâmpada L 3 aumentará. 13. (Ufu 2004) Considere o circuito a seguir, contendo uma fonte de tensão (å) de 20 V, um capacitor de placas planas e paralelas (C) de capacitância C= F e distância entre as placas igual a 1 cm, uma lâmpada (L) com potência de 10 W Página 2

3 e duas chaves S 1 e S 2. O capacitor encontra-se inicialmente descarregado. a) Com a chave S 1 aberta e a chave S 2 fechada, determine a corrente na lâmpada. b) Em seguida, abrindo-se a chave S 2 e fechando-se a chave S 1, determine a carga armazenada no capacitor, quando este estiver totalmente carregado, e a corrente na lâmpada. c) Com ambas as chaves fechadas, determine o módulo, a direção e o sentido da força que uma carga positiva q= C sofrerá quando colocada entre as placas do capacitor. 14. (Ufmg 2002) Devido ao racionamento de energia elétrica, Laila resolveu verificar o consumo dos aparelhos elétricos de sua casa. Observou, então, que a televisão consome energia elétrica mesmo quando não está sendo utilizada. Segundo o manual de utilização do aparelho, para mantê-lo em estado de prontidão (stand-by), ou seja, para poder ligá-lo lo usando o controle remoto, é necessária uma potência de 18 W. Assim sendo, o consumo MENSAL de energia elétrica dessa televisão, em estado de prontidão, equivale, APROXIMADAMENTE, ao de uma lâmpada incandescente de 60 W acesa durante a) 0,3 dia. b) 1 dia. c) 3 dias. d) 9 dias. 15. (Pucmg 1999) Os cinco co resistores R1, R2, R3, R4 e R5 têm resistências iguais e estão ligados conforme o circuito mostrado na figura adiante. Analisando-o, o, escolha a opção que contém a letra que designa o amperímento que fornece a MENOR leitura: funcionar sob uma diferença de potencial de 127V. Uma delas tem potência de 40W, resistência R 1 e corrente i 1. Para a outra lâmpada, esses valores são, respectivamente, 100W, R 2 e i 2. Assim sendo, é CORRETO afirmar que a) R 1 < R 2 e i 1 > i 2. b) R 1 > R 2 e i 1 > i 2. c) R 1 < R 2 e i 1 < i 2. d) R 1 > R 2 e i 1 < i 2. Parte II 1. (Epcar(Afa) 2012) A figura abaixo mostra quatro passarinhos pousados em um circuito elétrico ligado a uma fonte de tensão, composto de fios ideais e cinco lâmpadas idênticas L. Ao ligar a chave Ch, o(s) passarinho(s) pelo(s) qual(quais) certamente não passará(ão) corrente elétrica é(são) o(s) indicado(s) pelo(s) número(s) a) I b) II e IV c) II, III e IV d) III TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Quando precisar use os seguintes valores para as constantes: 9 1 ton de TNT = 4,0 10 J. Aceleração da gravidade = g= 10 m/s. 5 1 atm = 10 Pa. 3 Massa específica do ferro ρ= 8000 kg/m. Raio da Terra = R= 6400 km. 7 2 Permeabilidade magnética do vácuo μ0 = 4π 10 N/A. 2 a) A b) B c) C d) D e) E 16. (Ufmg 1999) Duas lâmpadas foram fabricadas para 2. (Ita 2012) Um gerador elétrico alimenta um circuito cuja resistência equivalente varia de 50 a 150 Ω, dependendo das condições de uso desse circuito. Lembrando que, com resistência mínima, a potência útil do gerador é máxima, então, o rendimento do gerador na situação de resistência máxima, é igual a a) 0,25. b) 0,50. c) 0,67. d) 0,75. e) 0,90. Página 3

4 3. (Unicamp 2007) O diagrama adiante representa um circuito simplificado de uma torradeira elétrica que funciona com uma tensão U = 120 V. Um conjunto de resistores RT = 20 Ù é responsável pelo aquecimento das torradas e um cronômetro determina o tempo durante o qual a torradeira permanece ligada. tensão e um medidor de potência elétrica, disponível no laboratório de Física da sua universidade, o estudante mediu as potências elétricas produzidas quando diferentes tensões são aplicadas no ferro de passar roupa. O resultado da experiência do estudante é mostrado no gráfico ao lado, por meio de uma curva que melhor se ajusta aos dados experimentais. a) Qual é a corrente que circula EM CADA resistor RT quando a torradeira está em funcionamento? b) Sabendo-se que essa torradeira leva 50 segundos para preparar uma torrada, qual é a energia elétrica total consumida no preparo dessa torrada? c) O preparo da torrada só depende da energia elétrica total dissipada nos resistores. Se a torradeira funcionasse com dois resistores RT de cada lado da torrada, qual seria o novo tempo de preparo da torrada? TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: A distribuição média, por tipo de equipamento, do consumo de energia elétrica nas residências no Brasil é apresentada no gráfico. 4. (Enem 2001) Como medida de economia, em uma residência com 4 moradores, o consumo mensal médio de energia elétrica foi reduzido para 300kWh. Se essa residência obedece à distribuição dada no gráfico, e se nela há um único chuveiro de 5000W, pode-se concluir que o banho diário de cada morador passou a ter uma duração média, em minutos, de a) 2,5. b) 5,0. c) 7,5. d) 10,0. e) 12,0. Parte III 1. (Ufjf 2011) Um estudante de Física observou que o ferro de passar roupa que ele havia comprado num camelô tinha somente a tensão nominal V = 220 Volts, impressa em seu cabo. Para saber se o ferro de passar roupa atendia suas necessidades, o estudante precisava conhecer o valor da sua potência elétrica nominal. De posse de uma fonte de a) A partir do gráfico, determine a potência elétrica nominal do ferro de passar roupa quando ligado à tensão nominal. b) Calcule a corrente elétrica no ferro de passar roupa para os valores nominais de potência elétrica e tensão. c) Calcule a resistência elétrica do ferro de passar roupa quando ligado à tensão nominal. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Dados: 2 Aceleração da gravidade: g = 10 m/s 3 3 Densidade da água: ρ a = 1,0 g/cm = 1000 kg/m 8 Velocidade da luz no vácuo: c = 3,0 10 m/s 5 2 Pressão atmosférica: P atm = 1,0 10 N/m litro = 1 dm = 10 m 15 1 ano-luz= 9, m Calor específico da água: c a = 1 cal/gºc= 4000 J/KgºC 19 1 ev = 1,6 10 J 1 cal= 4,2 J 2. (Ufjf 2011) A Figura abaixo mostra um circuito formado por dois resistores R1 = 10 Ω e R2 = 2 Ω, um capacitor de 100 µ F, uma bateria de 12 V e uma chave S que é mantida ligada. Um amperímetro está ligado em série com o capacitor. Nessa situação, o capacitor está totalmente carregado. Com base nessas informações, responda às questões abaixo: Página 4

5 computador é de 500W e que a energia máxima do nobreak é de 2 kwh. a) 4 h b) 5 h c) 10 h d) 0,4 h e) 0,5 h a) Qual é a leitura do amperímetro? Justifique sua resposta. b) Calcule a carga elétrica armazenada no capacitor. c) O que deve ocorrer com a energia armazenada no capacitor se a chave S for desligada? 5. (Ufjf 2002) A figura a seguir representa um circuito constituído por uma lâmpada incandescente L de resistência 30 Ù, uma resistência R 1 =90Ù e outra resistência R 2 =10Ù. O circuito é alimentado por uma bateria cuja d.d.p. é U=12V. Despreze a resistência interna da bateria. 3. (Ufjf 2010) O gráfico mostra a potência elétrica, em kw, consumida na residência de um morador da cidade de Juiz de Fora, ao longo do dia. A residência é alimentada com uma voltagem de 120 V. Essa residência tem um disjuntor que desarma, se a corrente elétrica ultrapassar um certo valor, para evitar danos na instalação elétrica. Por outro lado, esse disjuntor é dimensionado para suportar uma corrente utilizada na operação de todos os aparelhos da residência, que somam uma potência total de 7,20 kw. a) Calcule a corrente que passa pela lâmpada. b) A resistência R 2 queima, não passando mais corrente por ela. Calcule a nova corrente que passa pela lâmpada. c) Em qual situação a lâmpada brilhará com maior intensidade: antes ou depois da resistência R 2 queimar? Justifique. a) Qual é o valor máximo de corrente que o disjuntor pode suportar? b) Qual é a energia em kwh consumida ao longo de um dia nessa residência? c) Qual é o preço a pagar por um mês de consumo, se o 1kWh custa R$ 0,50? 4. (Ufjf 2003) Um computador é ligado a um no-break que, basicamente, é um sistema armazenador de energia. Quando falta energia elétrica, o no-break entra em funcionamento, fazendo com que o computador permaneça funcionando por mais um certo tempo. Determine o tempo máximo que o computador fica ligado, após faltar energia elétrica, sabendo-se que a potência do Parte IV 1. (Unesp 2014) Dois resistores ôhmicos, R 1 e R 2, podem ser associados em série ou em paralelo. A resistência equivalente quando são associados em série é R S e quando são associados em paralelo é R P. No gráfico, a curva S representa a variação da diferença de potencial elétrico entre os extremos da associação dos dois resistores em série, em função da intensidade de corrente 6. (Ufjf 2002) Um estudante de ensino médio, que costuma usar o computador para fazer pesquisas na internet, esquece o computador ligado durante 60 horas num final de semana. Sabendo-se que, nessa situação, a potência elétrica dissipada pelo computador é de 240 W, a energia desnecessariamente gasta enquanto o computador esteve ligado foi de: a) 4 kwh. b) 14,4 W/h. c) 4 J. d) 14,4 kj. e) 14,4 kwh. elétrica que atravessa a associação de resistência equivalente R S, e a curva P representa a variação da diferença de potencial elétrico entre os extremos da associação dos dois resistores em paralelo, em função da intensidade da corrente elétrica que atravessa a associação de resistência equivalente R P. Página 5

6 e) Considere a associação seguinte, constituída por dois resistores R 1 e dois resistores R 2. De acordo com as informações e desprezando a resistência elétrica dos fios de ligação, calcule a resistência equivalente da associação representada na figura e os valores de R 1 e R 2, ambos em ohms. 2. (Espcex (Aman) 2013) Quatro lâmpadas ôhmicas idênticas A, B, C e D foram associadas e, em seguida, a associação é ligada a um gerador de energia elétrica ideal. Em um dado instante, a lâmpada A queima, interrompendo o circuito no trecho em que ela se encontra. As lâmpadas B, C e D permanecem acesas, porém o brilho da lâmpada B aumenta e o brilho das lâmpadas C e D diminui. Com base nesses dados, a alternativa que indica a associação formada por essas lâmpadas é: 3. (Espcex (Aman) 2012) Um circuito elétrico é constituído por um resistor de 4Ω e outro resistor de 2. Ω Esse circuito é submetido a uma diferença de potencial de 12 V e a corrente que passa pelos resistores é a mesma. A intensidade desta corrente é de: a) 8 A b) 6 A c) 3 A d) 2 A e) 1 A 4. (Epcar (Afa) 2011) O esquema abaixo mostra uma rede elétrica constituída de dois fios fase e um neutro, alimentando cinco resistores ôhmicos. Se o fio neutro se romper no ponto A, a potência dissipada irá aumentar apenas no(s) resistor(es) a) R1 e R 3 b) R2 e R 5 c) R 3 d) R 4 a) b) c) d) Página 6