Resoluções dos exercícios propostos
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- Eliana Aragão Santana
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1 da físca ndade Capítulo 9 Geadoes elétcos esoluções dos execícos popostos 1 P.19 Dados: 4 ; 1 Ω; 0 a) b) Pot g Pot g 4 4 Pot g 96 W Pot º Pot º 0 4 Pot º 80 W Pot d Pot g Pot º Pot d Pot d 16 W 0 c) η η η 0,8 η 8,% 4 P.194 Sendo o voltímeto deal, o ccuto não é pecodo po coente (ccuto abeto). Nesse caso, a letua do voltímeto é a pópa foça eletomotz: 0 ogo: 6 No ccuto ao lado (ccuto fechado pela pesença do essto ), temos: essto: ,5 Geado: 5 6 0,5 Ω P.195 Dados: 1 ; e 1, C el. Pot g t el. t el. q el. 1 1, el. 1, J
2 da físca ndade Capítulo 9 Geadoes elétcos esoluções dos execícos popostos P.196 Dados: 100 ; Ω a) De, sendo 0, esulta: b) cc cc cc 50 c) Quando um geado está em cuto-ccuto, a ddp ente seus temnas é nula: 0 P.197 Dados: 6 ; 1 Ω a) tensão no essto é a mesma que no geado: b) gando-se e po um fo de esstênca nula, o essto e o geado fcam em cuto-ccuto. O essto não é pecodo po coente. O geado é pecodo pela coente de cuto-ccuto: cc cc cc cc cc ( 0) cc P.198 () () 50 Do gáfco: 50 7,5 50 5,5 Ω 7,5 0 5 () 50 0,5 cc cc cc () () Do gáfco: cc () 1 4 cc De e : Ω De : 0 () 0 14 () () De e : Ω e 4 cc cc 4 cc 1
3 da físca ndade Capítulo 9 Geadoes elétcos esoluções dos execícos popostos P.199 Dados: 6 ; 4,5 Ω a) O gáfco é uma eta que passa pelos pontos (0, ) e ( cc, 0), sendo: cc ssm, temos: 6 () 6 4,5 cc 8,0 0 8,0 () b) 7 6 4,5,0 Pot º Pot º 7,0 Pot º 54 W P.00 Dados: 6 ; Ω; a) Pela le de Poullet, temos: ,5 b) el. Pot t el. t el. 10 (0,5) 60 el. 150 J P.01 Pela le de Poullet, temos: 10 8 (ndcação do ampeímeto ) Ω 10 5 Ω Ω 8 Ω P.0 a) Paa o ccuto da deta temos, de acodo com a le de Poullet: p Ω 40 1 Ω 1 15 Ω p Ω p 6 Ω
4 da físca ndade Capítulo 9 Geadoes elétcos esoluções dos execícos popostos 4 tensão elétca em 1 é a mesma que em e é gual à tensão elétca em p : p Cálculo de 1 : Cálculo de : 0 15 b) Pot d p Pot d 6 5 Pot d 150 W P.0 Chave Ch abeta 0 Ω 0 Ω 45 Ω 5 Ω 40 Ω Ω 45 Ω Ω 18 Ω 0,75 18 Ω Pela le de Poullet, temos: 0, ,75 (18 ) Chave Ch fechada Ω 4 Ω 1 Ω 0 Ω Ch 5 Ω 40 Ω 1 4 Ω 8 Ω Ω 8 Ω Pela le de Poullet, temos: De e : 0,75 (18 ) 1 1,5 0,75 1 1,5 0,5 6 Ω De :
5 da físca ndade Capítulo 9 Geadoes elétcos esoluções dos execícos popostos 5 P.04 a) Ω 1 0 Ω 1 0 Ω 0 5 Ω 5 Ω Pela le de Poullet, temos: b) P.05 a) Pela le de Poullet, temos:,4 Ω 1,5,4 Ω 1,5 0,50, ,50 Ω,4 Ω potênca fonecda pelo geado é gual à potênca dsspada na assocação em sée: Pot 15 Pot,4 77 Pot 0,7 W b) 1,5 0,50 Ω 1,5,4 Ω,4 Ω,4 Ω 0,80 Ω 0,50 Ω Pela le de Poullet, temos: Potênca fonecda pelo geado: 1,5 0,50 0, Pot,4 15 Pot Pot 1,1 W 1
6 da físca ndade Capítulo 9 Geadoes elétcos esoluções dos execícos popostos 6 P.06 0 Ω 0 Ω 0 Ω Ω Ω Ω C C 0 Ω 1 Ω 0 Ω 1,4 0 Ω 1,4 0 Ω 0 Ω 1,4 Pela le de Poullet: 1,4 1 0,1 Potênca elétca total dsspada: Pot eq. Pot 14 (0,1) Pot 0,14 W P.07 esstênca extena: 5 Ω Ω 8 Ω Pela le de Poullet, temos: Pela le de Ohm, temos: 1 Ω 18 C 5 Ω Ω C C C C C C 0 6 P.08 () Ω Ω 11 1 Ω 1 Ω 11 p Ω 4 p 1 1 Ω p Ω 4 Pela le de Poullet, temos: p ddp no essto de 1 Ω é a mesma no essto equvalente p 4 Ω: p 4 4
7 da físca ndade Capítulo 9 Geadoes elétcos esoluções dos execícos popostos 7 ndcação do ampeímeto seá: 1 () 1 Ω 6 1 Ω C 1 Ω 1 Ω 6 C 1 Ω 1 Ω 1 Ω 1 Ω O techo C não é pecodo po coente e pode se etado do ccuto 6 1 Ω 6 ndcação do ampeímeto seá: 6 1 P.09 () Pela le de Poullet, temos: 1,5 0,65 0,10,0 ndcação do voltímeto: 0,65,0 1, 0, 1,5 0,65 Ω () 1 Ω 5 1 Ω 6 Ω 6 Ω 6 Ω 6 Ω 1 Ω 1 Ω 5 1 Ω 1 Ω Pela le de Poullet, temos: ndcação do voltímeto seá: 1 1 1
8 da físca ndade Capítulo 9 Geadoes elétcos esoluções dos execícos popostos 8 P.10 () 0,5 Ω 10 Ω Ω 0,5 Ω 10 p 1,5 Ω p Ω 1,5 Ω etua do ampeímeto: p 10 1,5 0,5 5 etua do voltímeto: p 1,5 5 7,5 () 40 0 Ω 1 0 Ω 100 Ω O voltímeto não é pecodo po coente elétca, pos é deal (esstênca nfnta). O essto de 100 Ω, em sée com o voltímeto, também não é pecodo po coente. O ampeímeto é deal, sto é, tem esstênca nula. ssm, temos o ccuto: 40 0 Ω Ω 0 Ω 0 Ω 40 Pela le de Poullet, temos: 0 0 Ω Mas: 1 1 ogo, a letua do ampeímeto é: 1
9 da físca ndade Capítulo 9 Geadoes elétcos esoluções dos execícos popostos 9 etua do voltímeto: Sejam e os temnas do voltímeto. ssm, temos: C C Mas: C 0, pos 0 C 0, pos 0 ogo: 0 C 100 Ω 0 0 C P Ω Ω Ω 100 Ω Ω 10 Pela le de Poullet, temos: 60 etua egstada no voltímeto: P.1 Com a chave abeta, o voltímeto ndca a pópa foça eletomotz do geado:. Com a chave fechada, temos, de acodo com a le de Poullet: 0,1 18 Ω P.1 a) CD CD b) Pela le de Poullet, temos: Ω 8 Ω C 5 Ω D CD cc cc cc
10 da físca ndade Capítulo 9 Geadoes elétcos esoluções dos execícos popostos 10 P.14 a) O ampeímeto 1 ndca a ntensdade total da coente. Sendo 0,5, pos 50 Ω, temos: 1 1 0,5 0,5 1 1 b) Com a chave S abeta, 1 e ndcam ntensdades guas de coente, pos fcam em sée. Chave abeta: Chave fechada: Substtundo em, temos: ,75 P.15 a) Chave Ch fechada Ω 0 Ω 1 0 Ω 0 Ω 15 Ω 0 Ω 45 Ω Ch 18 Pela le de Poullet, temos: 0,4 45 Pela lâmpada passa uma coente de ntensdade: 0, b) Chave Ch abeta 18 0 Ω 1 0 Ω , Sendo, concluímos que, abndo a chave Ch, o blho da lâmpada 1 dmnu. 60 Ω
11 da físca ndade Capítulo 9 Geadoes elétcos esoluções dos execícos popostos 11 P.16 Do gáfco, temos: 1 cc Ω Pela le de Poullet, temos: 1 1,5 6 potênca dsspada no essto vale: () () Pot Pot 6 (1,5) Pot 1,5 W 6 Ω P.17 plcando a le de Ohm ente os pontos e, temos: Pela le de Poullet, temos: 1 0 Ω 1 Ω Pot d Pot d 1 Pot d W P.18 Ω () Do sstema: 6 vem: e Ω (C) 4 Ω (D) 6 Ω () Ω Ω 4 Ω Calculemos as potêncas dsspadas pelos esstoes: Pot Pot 6 Pot C Pot D 4 Pot Pot 4 Dessas gualdades, concluímos que o essto de 4 Ω dsspa mao potênca. Potanto: Pot Pela le de Poullet, temos: 1 4 9
12 da físca ndade Capítulo 9 Geadoes elétcos esoluções dos execícos popostos 1 P.19 Dados: 1,5 ; = 0, Ω s 4 s 4 1,5 s 6 s 4 s 4 0, s 0,8 Ω P.0 Dados: 1 ; = 1, Ω p p 1 1, 0,4 Ω p p p P.1 Do gáfco, temos que, paa uma plha, 5 m É dado anda que 1,5. Pela le de Poullet, temos: 1, Ω P. P. a) Nas fguas abaxo, temos o ccuto dado e seu esquema: K K 1 Ccuto dado squema b) Cada lâmpada tem a nscção 6 1 W. Com esses dados, podemos calcula a esstênca elétca de cada lâmpada: Temos: 6 Pot 1 Ω 1 Ω 1 s Ω Ω 1 6 Ω 1
13 K ndade K Capítulo 9 Geadoes elétcos Ccuto dado squema 1 os fundamentos da físcab) Cada lâmpada tem esoluções a nscção 6 dos execícos 1 W. Com esses popostos dados, podemos calcula a esstênca elétca de cada lâmpada: etua de 1 : 6 Pot 1 Ω 6 Temos: etua de 1 : 6 P. P.4 Dados: 4,5 ; cc 0,5 1 Ω s Ω Ω Como se tata de uma assocação em paalelo: etua de 1 : p 4,5 6 4,5 cc 0,5 9 Ω etua de 1 : 9 p p p 1,8 Ω Ω 1 P. P.4 Dados: ' 1 4,5 ' ; 0,8 cc Ω 0,5 Como se tata de uma assocação em paalelo: '' 1 p 4,5 '' 0,5 Ω 4,5 cc 0,5 9 Ω 9 p p p 1,8 Ω Como 5 0, vem: ,8 1,5 Pela le de Poullet, temos: 1, , Ω 0,8 0,5
14 da físca ndade Capítulo 9 Geadoes elétcos esoluções dos execícos popostos 14 P.5 a) Do gáfco, temos: () cc ,5 Ω 0 0 () b) Pot º(máx.) 4 Pot ,5 Pot º (máx.) º (máx.) 50 W P.6 Dados: 6 ; Ω; eostato: de 0 a 1 Ω Nas condções de máxma potênca lançada, a esstênca extena do ccuto é gual à esstênca ntena do geado: ext. 6 6 Ω Pela le de Poullet, temos: ext. 6 1,5 P.7 a) Com a chave C abeta, o voltímeto ndca a pópa foça eletomotz do geado: 1 b) Com a chave C fechada, temos: 10 e 100 plcando a le de Ohm ao essto, vem: , 10 Da equação do geado, vem: ,0 Ω C P.8 Dados: 1,5 ; lâmpada: 1,5,0 a) Pot Pot 1,5,0 Pot,0 W b) Na pátca, sso não ocoe, pos a plha possu esstênca elétca ntena não nula.
15 da físca ndade Capítulo 9 Geadoes elétcos esoluções dos execícos popostos 15 P.9 a) Do gáfco, temos: 00 cc Ω Pela le de Poullet, temos: 00 () 0 40 () 45 Ω b) η η η0,90 η90% 00 c) Pot Pot 45 4 Pot 70 W P.0 a) Do gáfco, obtemos: 1,5 ; 1, ; 1,0 sando a equação do geado: 1, 1,5 1,0 0,0 Ω b) Paa 1,7 Ω, a le de Poullet fonece: 1,5 0,75 1,7 0,0 P.1 1 a) Cada lâmpada (1 48 W) é pecoda po 1 coente de ntensdade: ádo Pot q 4 b) q t q10,6 10 q,6 10 C t
16 da físca ndade Capítulo 9 Geadoes elétcos esoluções dos execícos popostos 16 P. a) Os esstoes são pecodos po coentes de ntensdades dfeentes. ogo, estão assocados em paalelo. 1 0,5 1,5,0 m t 5 mn, temos: q t q, q 600 C ,5 1,5 b) potênca total dsspada pelos esstoes é a potênca que a batea lança no ccuto: Pot Pot 1,0 Pot 4 W P. a) nalsando os valoes das coentes que pecoem os esstoes 1, e, notamos que é pecodo pela mao coente (100 m) e que é a soma das coentes que pecoem (80 m) e 1 (0 m). Concluímos, então, que 1 e estão assocados em paalelo e essa assocação está em sée com. ssm, temos: b) Cálculo da ddp no essto : ddp em 1 é a mesma que em : Ω ddp em é: 1 10 ssm: Ω
17 da físca ndade Capítulo 9 Geadoes elétcos esoluções dos execícos popostos 17 P.4 Os elementos do ccuto estão sob mesma tensão. essto 1 : , Geado: 6 6 0,5 No ponto, temos: 1 0,5 0, 0, essto : 0, 15 Ω X Y 1 0, 1 6 Ω 6 P.5 Quando a chave Ch está abeta, a ndcação do voltímeto é a fem do geado. Fechando-se Ch, a ndcação passa a. Nessas condções, temos: Ch No geado: 4 Ω No essto: 4 Dvdndo po, temos: 8 Ω 4 P.6 Quando o cuso está em, o geado fca em cuto-ccuto. 0 C 0 Ω 0,0 cc cc cc Paa que a coente no geado seja metade daquela encontada na stuação anteo, a esstênca extena deve se gual a. Desse modo, C deve se 0 Ω, pos está em paalelo com outa esstênca de 0 Ω. ogo, o cuso C deve se colocado no ponto médo do eostato.
18 da físca ndade Capítulo 9 Geadoes elétcos esoluções dos execícos popostos 18 P.7 a) etua de m etua de É a tensão em, que é gual a : Ω 1 b) Pela le de Poullet, temos: p ,0 0,015 1,5 m etua de 1,5 m etua de p 909 1, p 1,0 Ω v Ω Ω Ω 909 Ω 50 Ω 11,4 P Ω 100 Ω 100 Ω Ω Pela le de Poullet, temos: b) etua no voltímeto: a) etua no ampeímeto: m
19 da físca ndade Capítulo 9 Geadoes elétcos esoluções dos execícos popostos 19 P.9 Dados: 9 Ω; 1 Ω; ; 9 a) potênca total dsspada é a potênca total geada pelo geado: Pot g Pot g 1 Pot g 6 W b) 9 Ω 9 Ω Ω 9 Cada essto de esstênca é pecodo po uma coente de ntensdade: Ω ogo, o ampeímeto 1 é pecodo po uma coente O mesmo ocoe com o ampeímeto, como se pecebe pelo segunte esquema: P.40 a) Pot 8,0,0,0 b) 1ρ 4ρ 1ρ 1 πd πd 4 ρ 4ρ π9d 9πd 4 1 1,8 Ω 0, Ω 9 9,0 Ω; Pot 8,0 W F F 1 1 1,8 Ω Pot Pot 0, (,0) Pot 0,8 W c) M ( 1 ) M (1,8,0 0,),0 M 8,0
20 da físca ndade Capítulo 9 Geadoes elétcos esoluções dos execícos popostos 0 P.41 a) Paa que a lâmpada funcone em suas especfcações (6 ; 1,5 W), a ntensdade de coente atavés dela seá: Pot Pot 1,5 W 6 0,5 b) ddp fonecda pelo geado é 6 e a lâmpada funcona nomalmente com 6. Nessas condções, a assocação de esstoes 1 e deve se lgada em sée com a lâmpada, fcando sob ddp de 0. esstênca equvalente da assocação é: 0 0,5 eq. eq. eq. Desse modo, os esstoes 1 e, de esstêncas guas a 40 Ω, devem se assocados em paalelo. ssm, temos o ccuto: 1 X P.4 a) Os esstoes 1 e devem esta sob a mesma tensão de 10 e, potanto, seão lgados em paalelo. ssa assocação deveá se lgada em sée com ( ). O fusível deve potege toda a assocação. ssm, temos: Fusível b) amos calcula as esstêncas dos esstoes: Pot Pot (10) 1 1 1,5 Ω 8 (10) 50 Ω () Ω
21 da físca ndade Capítulo 9 Geadoes elétcos esoluções dos execícos popostos 1 O ampeímeto deve se colocado em sée com o essto. Fusível 0, 1 50 Ω 10 ndcação do ampeímeto: , O cálculo de pode se feto também po meo da potênca que dsspa: Pot 10 0, P.4 a) Pela le de Poullet, temos: Sendo 1,5, temos: 1,5 0,50 b) Substtundo 100 Ω em, esulta: 1, , , m 1,5 1,5
22 da físca ndade Capítulo 9 Geadoes elétcos esoluções dos execícos popostos P.44 a) CD CD 10 0,50 CD 5,0 b) CD ,0 6,0 0,50 1 1,0 1 0,50 Ω ,0 D 4,0 D 1 C C Sendo o geado deal, a potênca elétca fonecda (potênca elétca lançada no ccuto) concde com a potênca elétca total geada: Pot º Pot g 1 1 Pot º Pot g 6,0,0 Pot º Pot g 1 W P.45 Calculemos ncalmente a esstênca extena do ccuto: = 50 Ω 0 Ω 100 Ω x c x c x + c = 50 Ω 0 Ω ext. 100 Ω x c x + c x c x c ext. x c 10 x c Sendo ext. 50 Ω, vem: x c x c x c 10 x c 50 x c x c 0 10 x c x x c 40 x 40 c x c 10 x 10 c x c 80 x 80 c x 80c 80 c De acodo com o enuncado, 100 Ω c 400 Ω. Substtundo os valoes extemos de c, obtemos: c 100 Ω x 400 Ω c 400 Ω x 100 Ω c Desses esultados, vem: 100 Ω x 400 Ω
23 da físca ndade Capítulo 9 Geadoes elétcos esoluções dos execícos popostos P.46 a) amos calcula a potênca elétca que cada essto dsspa sob ddp de 9,0, sto é, a plha é nova. De Pot Pot Pot 1 (9,0) Pot1 0,81 W 100 (9,0) Pot 0,405 W 00, temos: (9,0) Pot Pot 0,7 W 00 ogo, a potênca elétca total dsspada é: Pot Pot 1 Pot Pot Pot 0,81 0,405 0,7 Pot 1,485 W Pot 1,5 W b) meno das potêncas é 0,7 W. Paa potêncas menoes do que 0,7 W os esstoes dexam de acende. Paa o essto de 00 Ω, temos: Pot 0,7 7, 00 P.47 a) De ρ e sendo 100 Ω; 5 mm 5 10 m; m m 10 7 m, temos: 100 ρ ρ,0 m b) eduzndo a espessua à metade, a áea fca eduzda à metade e as esstêncas elétcas dobam. P.48 a) n n 750 ml eletoplacas b) eq eq ,0 eq Ω c) total eq Ω total d) total água , Pot total Pot 10 1 Pot 10 W
24 da físca ndade Capítulo 9 Geadoes elétcos esoluções dos execícos popostos 4 P.49 plcando às duas stuações desctas, temos: 8,0,0 5,0 5,0 esolvendo o sstema: 1,0 Ω e 10 Quando o geado está fonecendo potênca elétca máxma, a coente que o atavessa vale: cc 10 1,0 5,0
Resoluções dos testes propostos
da físca Undade B Capítulo 9 Geradores elétrcos esoluções dos testes propostos 1 T.195 esposta: d De U r, sendo 0, resulta U. Portanto, a força eletromotrz da batera é a tensão entre seus termnas quando
Resoluções dos testes propostos
da físca 3 ndade apítulo 7 ssocação de resstores esoluções dos testes propostos T.6 esposta: b 0 V 5 V 5 V... 5 V 0 n 5 n n T.7 esposta: b = Igualando: Ω = ( + ) ( ) 3 Ω T.8 esposta: c Stuação ncal: I
Geradores elétricos. Antes de estudar o capítulo PARTE I
PART I ndade B 9 Capítulo Geadoes elétcos Seções: 91 Geado Foça eletomotz 92 Ccuto smples Le de Poullet 93 Assocação de geadoes 94 studo gáfco da potênca elétca lançada po um geado em um ccuto Antes de
Geradores elétricos. A balada sustentável. Capítulo
UNIDD Capítulo 9 Geado elétco é um elemento de ccuto que convete em enega elétca outas fomas de enega. Geadoes elétcos Geado eólco Gandes hélces captam a enega cnétca do vento e a tansfoma em enega elétca.
Resolução: a) ε = 12 V = ε r = 12 0,1 i cc = 120 A. b) i = ε R + r = 12. Respostas: a) Resolução: a) ε = R eq. b) U = R i 5,5 2,0 U = 11 V
Tópco cutos elétcos 7 Tópco E Temos, a segu, a cuva caacteístca de um geado e um ccuto smples, em que esse geado almenta um essto de esstênca a) cc 0, cc 0 U () U () 0 0 0 () U b),0 6,0 0 0 () Detemne:
Física C Intensivo V. 2
Físca C Intensvo V Exercícos 01) C De acordo com as propredades de assocação de resstores em sére, temos: V AC = V AB = V BC e AC = AB = BC Então, calculando a corrente elétrca equvalente, temos: VAC 6
Amperímetros e voltímetros
Apesentaemos, neste tópco, os galvanômetos, ou seja, apaelhos ou dspostvos capazes de detecta ou med a coente elétca. Apesentamos, também, um método paa a medda da esstênca elétca. Meddoes de coente Ampeímetos
Resoluções dos exercícios propostos
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Físca C Extensvo V esolva ula 5 ula 6 50) D I Incorreta Se as lâmpadas estvessem lgadas em sére, as duas apagaram 60) 60) a) 50) ) 4 V b) esstênca V = V = (50) () V = 00 V ) 6 esstênca V = 00 = 40 =,5
Física C Semi-Extensivo V. 1
Físca C Sem-Extensvo V Exercícos 0) cátons (íons posstvos) e ânons (íons negatvos e elétrons) 0) 03) E Os condutores cuja corrente se deve, exclusvamente, ao movmento de mgração de elétrons lvres são os
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