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1 Física Unidade V Eletricidade Série 3 - Lei de Ohm 01 A partir do gráfico, e usando a definição de resistência elétrica, tem-se: U 10 = = = 50 Ω i 0, esposta: E 1

2 Física Unidade V Eletricidade Série 3 - Lei de Ohm 0 A partir do gráfico, e usando a definição de resistência elétrica, tem-se: U 6 = = = 000 Ω = kω 3 i 3 10 esposta: D

3 Física Unidade V Eletricidade Série 3 - Lei de Ohm 03 Usando os dados do enunciado na expressão da primeira lei de Ohm, tem-se: U U = i i = i = i =, 10 A 3 esposta: D 3

4 Física Unidade V Eletricidade Série 3 - Lei de Ohm 04 A partir das informações dos gráficos, conclui-se: I. Correta. Pois, U = = constante. i 0 II. Errada. 1= 1 = 50 Ω 0,4 e 0 = = 100 Ω 0, U 80 III. Correta. i = i = i = 0,8 A 100 esposta: A 4

5 Física Unidade V Eletricidade Série 3 - Lei de Ohm 05 Usando os dados do enunciado na expressão da primeira lei de Ohm, tem-se: U U = i i = i = i = 146,7 10 A i 147 ma que corresponde ao intervalo de corrente elétrica da linha IV da tabela. esposta: D 5

6 Física Unidade V Eletricidade Série 3 - Lei de Ohm 06 A diferença de potencial entre os pontos do condutor, nos quais estão apoiadas as patas do pássaro, é muito pequena, assim, a intensidade da corrente elétrica que o atravessa é praticamente nula. Por isso ele não sofre nenhum dano. esposta: A 6

7 Física Unidade V Eletricidade Série 3 - Lei de Ohm 07 Cálculo da resistência elétrica: l = 5 10 = 5 10 = 3 10 Ω 6 10 Usando a 1 a Lei de Ohm, tem-se: 6 3 U = i U = U = 3 10 V U = 3 mv esposta: C 7

8 Física Unidade V Eletricidade Série 3 - Lei de Ohm 08 A partir da 1 a Lei de Ohm, tem-se: U = i U i = Assim, a partir da figura, a diferença de potencial a qual o pássaro estaria submetido é praticamente nula nas posições I, II e IV. Então, nessas posições, a intensidade de corrente elétrica é nula. Ao ligar a chave S, as lâmpadas acendem; então a diferença de potencial na posição III é diferente de zero. Logo, nessa posição, o pássaro pode levar um choque elétrico. esposta: C 8

9 Física Unidade V Eletricidade Série 3 - Lei de Ohm 09 A partir da 1 a Lei de Ohm, tem-se: U = i U i = Assim, 6 6 i i 1 = = A i 3 1 = 15 µa i i = = 0 10 A i 3 = 0 µa Portanto: i = 0 15 = 5 µa esposta: A 9

10 Física Unidade V Eletricidade Série 3 - Lei de Ohm 10 Observa-se que o gráfico do dispositivo D 1 entre, 30 V e +30 V, é uma reta. Logo, esse dispositivo é ôhmico e sua resistência vale: U 30 = i = = 6 10 Ω = 6 kω 3 esposta: D 10

11 Física Unidade V Eletricidade Série 3 - Lei de Ohm 11 I. Incorreta. Tomemos dois pontos da curva: U1 i 1 = 0, A; U 1 = 4 V; 1 = = 0 Ω i U i = 0,3 A; U = 9 V; = = 30 Ω i II. Incorreta. Ver item I. 1 III. Correta. A potência dissipada no filamento é dada por = U i. O gráfico mostra aumento concomitante de U e i. Portanto, o produto U i aumenta. esposta: C 11

12 Física Unidade V Eletricidade Série 3 - Lei de Ohm 1 A partir da a Lei de Ohm, tem-se: = ρ l e S l' 3l l ' = ρ ' = ρ ' = 6 ρ ' = 6 S' S S esposta: E 1

13 Física Unidade V Eletricidade Série 3 - Lei de Ohm 13 A partir dos dados, e usando a expressão da a Lei de Ohm, tem-se: ρ l S l 3 = = = ρ l 1 1 l1 1 S esposta: D 13

14 Física Unidade V Eletricidade Série 3 - Lei de Ohm 14 Cálculo das áreas das seções transversais: π D² S = 4 Portanto: e S S' = 4 D π D² S' = π S' = 4 16 Usando a expressão da a Lei de Ohm, tem-se: ρ l S ' = 4 = 8 ρ l ' = 8 S esposta: E 14

15 Física Unidade V Eletricidade Série 3 - Lei de Ohm 15 Considerando a equação da a Lei de Ohm, tem-se: l S = ρ ρ = S l A condutividade é dada por menor será a resistividade (ρ). 1 σ = ρ ; assim, quanto maior a condutividade, Ainda pela a Lei de Ohm, observa-se que, mantendo-se a dimensões geométricas, quanto menor a resistividade (ρ), menor será a resistência elétrica; e menor resistividade implica maior condutividade (σ). A partir da tabela do enunciado, conclui-se que o fio que terá menor resistência elétrica será o feito de prata. esposta: E 15

16 Física Unidade V Eletricidade Série 3 - Lei de Ohm 16 Determinação da resistência elétrica: 6 l = ρ = = 0,4 Ω 6 S,5 10 A intensidade de corrente elétrica é assim obtida: U 1 i = i = i = 30 A 0,4 esposta: C 16

17 Física Unidade V Eletricidade Série 3 - Lei de Ohm 17 6 l 6 l A = 1,0 10 = 4 1,0 10 (0,5) π 0,5 π 4 6 l 6 l B = 1, 10 = 4 1, 10 (0,5) π 0,5 π 4 6 l 6 l C = 1,5 10 = 4 1,5 10 (0,4) π 0,16 π 4 Chamando A B l α = , temos: π 1 = α A = 4α 0,5 1, = α B = 4,8α 0,5 C 1,5 = α C = 9,3α 0,16 Portanto: C > B > A esposta: E 17

18 Física Unidade V Eletricidade Série 3 - Lei de Ohm 18 Determinação das resistências elétricas de cada condutor: U 10 = = 10 Ω i 1 A = e B 10 = 40 Ω 0,5 = Então B = 4 A. Aplicando a equação da a Lei de Ohm, tem-se: ρl ρl = 4 = 4 d = 4d d = d B A A B A B π db π da esposta: A

19 Física Unidade V Eletricidade Série 3 - Lei de Ohm 19 A partir da definição de resistência elétrica, e usando os dados do enunciado, tem-se: U U = e = 1 1 Assim: 1 = Aplicando o resultado na equação da ª Lei de Ohm tem-se: ρl ρl S 1 S S S 1 1 = = = 1 esposta: C 19

20 Física Unidade V Eletricidade Série 3 - Lei de Ohm 0 A partir das informações do enunciado, tem-se: ρl ρl = = l = 4 l 4 S 4S S 1 PQ 1 Sabe-se que l 1 + l = 5 km, então: l = 4l1 l1 + l = 5 l + 4l = 5 5l = 5 l = 1 km esposta: C 0

21 Física Unidade V Eletricidade Série 3 - Lei de Ohm 1 Utilizando os dados do enunciado na expressão da ª Lei de Ohm tem-se: ρl 1 = A = 1 = ρl A U A potência dissipada pode ser calculada por =, assim: U = = = = U 1 esposta: B 1

22 Física Unidade V Eletricidade Série 3 - Lei de Ohm U A potência dissipada pode ser calculada por =. Usando as informações do enunciado, tem-se: ( ) U U ( ) = 0 ( 110) 4 = = 1 1 Aplicando o resultado na equação da ª Lei de Ohm tem-se: ρl ρl S 1 S1 = 4 1 = 4. = S = S S S 4 4 esposta: E 1 1

23 Física Unidade V Eletricidade Série 3 - Lei de Ohm 3 Quanto mais fino for o condutor, menor será a área da secção transversal (S). Analisando a a l Lei de Ohm = ρ, conclui-se que, quanto menor for S a área da secção transversal, maior será a resistência elétrica do condutor. A potência dissipada por efeito Joule pode ser calculada por = i. Portanto, quanto maior for, para um mesmo valor de corrente elétrica (i), maior será a potência dissipada em forma de calor. Logo, a única afirmativa correta é a. esposta: B 3

24 Física Unidade V Eletricidade Série 3 - Lei de Ohm 4 Para que o chuveiro aqueça mais (maior temperatura) e mais rapidamente, ele deverá transferir maior quantidade de energia ( ε) por unidade de tempo, isto é, deverá ter maior potência = ε. t U A potência dissipada pode ser calculada por =. Assim, como a diferença de potencial (U) pode ser considerada constante, quanto menor for o valor de, maior será a potência dissipada pelo chuveiro. Analisando a a Lei de Ohm, = ρ l, conclui-se que, quanto menor for o S comprimento do resistor, menor será a resistência elétrica do condutor. Em linguagem matemática, tem-se: U = l = ρ l S esposta: C 4

25 Física Unidade V Eletricidade Série 3 - Lei de Ohm 5 A partir da ª Lei de Ohm tem-se: 5l = ρ l l' 5 5 e ' = ' = 6 l ρ ρ ' = ρ ' = S S' S 6 S 6 U A potência antes da redução é dada por = e, após a redução, é: U U 6 U² 6 5 ' = ' = ' = ' = = ' ' 6 6 esposta: E 5

26 Física Unidade V Eletricidade Série 3 - Lei de Ohm 6 Quanto mais espesso for o filamento, maior será a área de sua secção transversal (S). Analisando a a Lei de Ohm, = ρ l, conclui-se que, quanto maior for a S área da secção transversal, menor será a resistência elétrica do condutor. U A potência pode ser calculada por. Portanto, quanto menor for, = como a ddp é a mesma para ambas as lâmpadas, maior será a potência, e maior será a intensidade do brilho. Assim 1 >. Então, L 1 brilhará mais, pois tem menor resistência. esposta: E 6

27 Física Unidade V Eletricidade Série 3 - Lei de Ohm 7 a) Desprezando-se os efeitos da dilatação térmica, aumentando-se a temperatura, aumenta a resistividade (gráfico dado) e, portanto, a resistência elétrica aumenta. Do gráfico: l 8 ρ000 ρ 000 = Ω m 000 A 8 = 000 = 13 ρ 0 = 5 10 Ω m 0 l 0 ρ0 A b) U (10) = 60 = = 40 Ω c) Cálculo de ρ: l = ρ 40 = ρ ρ = Ω m S (5 10 ) 6 π 10 4 Do gráfico, a temperatura é de 750 o C. espostas: 000 a) A resistência aumentará e 13 =. b) = 40 Ω c) θ = 750 o C 0 7

28 Física Unidade V Eletricidade Série 3 - Lei de Ohm 8 Considere esta figura. a) De acordo com o gráfico fornecido, a condutividade K do grafeno, nas condições descritas no enunciado, vale K = W/m K. Sendo assim: K A (T T 1) = = d = 1,6 10 W ,8 10 (30 300) 1, b) De acordo com o enunciado: ρ = 1, Ω m L = 1,4 µm = 1, m A = 70 nm = m i = 40 µa = A Sabendo que U = i e = U = ρ l i = 1, S U = V espostas: a) = 1,6 10 W b) U = 8, V ρ l, temos: A 6 1, A U = V

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