ELETRICIDADE TURMA UNP PARTE 2

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1 ELETRICIDADE TURMA UNP PARTE 1. Na imagem abaixo, observa-se o novo sistema de iluminação das pontes Gov. Colombo Machado Salles e Gov. Pedro Ivo Campos, que dão acesso à Ilha de Santa Catarina. Foram investidos um milhão e seiscentos mil reais para a instalação de 10 luminárias LED (Diodo Emissor de Luz), com potência unitária de 130 W, em postes decorativos em forma de arco, que substituíram o antigo sistema de lâmpadas vapor de sódio. Na tabela abaixo, alguns dados sobre o sistema de iluminação com lâmpadas LED são apresentados. (O valor de 1 kwh é R$ 0,30) Temperatura de cor (temperatura em que a cor da luz emitida por um corpo negro aquecido é igual à cor da luz emitida por uma lâmpada) Índice de reprodução de cores (IRC) (o IRC é estabelecido entre 0 e 100, comparando-se a propriedade de reprodução de cor da lâmpada à luz natural (do sol), cujo IRC é 100; portanto, quanto maior for a diferença na aparência de cor do objeto iluminado em 4000 K (luz branca neutra) Maior que 70 relação ao padrão, menor é seu IRC) Redução no consumo de energia elétrica 50% Vida útil das lâmpadas Maior que 10 anos Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01) Lâmpadas incandescentes possuem temperatura de cor menor que 4000 K. 0) Um objeto possui cor definida, independentemente da luz que incida sobre ele. 04) Uma lâmpada LED possui potência de 130 W e outra, incandescente, possui potência de 00 W. Esta informação permite afirmar que o IRC da lâmpada incandescente é maior que o da lâmpada LED. 08) As lâmpadas incandescentes tradicionais possuem alta eficiência, pois convertem cerca de 90% da energia elétrica em energia luminosa. 16) O processo de emissão de luz em uma lâmpada fluorescente é explicado pela teoria de Planck para radiação do corpo negro. 3) Considerando que a única vantagem do sistema de iluminação LED seja a redução do consumo de energia, o valor investido será recuperado em mais de 0 anos.. No circuito esquematizado abaixo, deseja-se que o capacitor armazene uma energia elétrica de 15 μ J.

2 As fontes de força eletromotriz são consideradas ideais e de valores ε1 10 V e ε 5 V. Assinale a alternativa correta para a capacitância C do capacitor utilizado. a) 10 μ F. b) 1μ F. c) 5 μ F. d) 1,5 μ F. e) 50 μ F. 3. Um estudante de Física realizou um experimento no laboratório para medir a variação da intensidade da corrente elétrica em um fio condutor retilíneo extenso em função do tempo, além de outras propriedades físicas. No gráfico abaixo, é mostrado um dos resultados do experimento. Com base no enunciado e nas duas figuras abaixo, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01) A carga elétrica que atravessa uma seção transversal do fio condutor entre os instantes s e 4 s é de 4 C. 0) A figura 1 representa corretamente as linhas de campo magnético produzidas pela corrente elétrica i, no instante 4 s. 04) Os elétrons se deslocam no fio condutor com velocidade próxima à da luz. 08) O número de elétrons que atravessam uma seção transversal do fio condutor entre os 19 instantes s e 6 s é de,5 10 elétrons. 16) A figura representa corretamente os vetores campo elétrico e campo magnético produzido pela corrente elétrica i, em um ponto próximo ao fio condutor, no instante 4 s.

3 3) A intensidade do vetor campo magnético a 1,0 m do fio condutor, no instante 5 s, é de 7 10 T. 64) A intensidade média da corrente elétrica no fio condutor entre os instantes 0,0 s e 6,0 s é de 0,5 A. 4. Em um circuito de corrente contínua, utiliza-se um fio de cobre com diâmetro 1,6 mm e 8,4 10 elétrons livres por cm 3. Ao se ligar o circuito, a corrente de 10 A, produzida quase instantaneamente, resulta do movimento dos elétrons livres com uma velocidade, em m/s, da ordem de: a) b) c) d) 10. e) Dois fios metálicos, F1 e F, cilíndricos, do mesmo material de resistividade ρ, de seções transversais de áreas, respectivamente, A 1 e A = A 1, têm comprimento L e são emendados, como ilustra a figura abaixo. O sistema formado pelos fios é conectado a uma bateria de tensão V. Nessas condições, a diferença de potencial V 1, entre as extremidades de F1, e V, entre as de F, são tais que: a) V 1 = V /4 b) V 1 = V/ c) V 1 = V d) V 1 = V e) V 1 = 4V 6. Suponha um fio cilíndrico de comprimento L, resistividade ρ 1 e raio da seção transversal circular R. Um engenheiro eletricista, na tentativa de criar um fio cilíndrico menor em dimensões físicas, mas com mesma resistência, muda o comprimento do fio para L/, o raio da seção transversal circular para R/3 e a resistividade do material de que é feito o fio para ρ. Dessa forma, a razão entre ρ e ρ 1, para que as resistências do segundo e do primeiro fio sejam iguais, deve ser de: a) 1/9. b) /3. c) /9. d) 5/3. e) 7/9. 7. Dois fios, f1 e f, feitos de um mesmo material, estão submetidos à mesma tensão elétrica. O comprimento do fio 1 é três vezes o comprimento do fio, e a área da secção reta do fio 1 é igual a três meios da secção reta de. A razão entre as intensidades das correntes elétricas em 1 e é: a) 0,5. b) 1,0. c) 1,5. d),0. e),5.

4 8. Cinco resistores de mesma resistência R estão conectados à bateria ideal E de um automóvel, conforme mostra o esquema: Inicialmente, a bateria fornece ao circuito uma potência PI. Ao estabelecer um curto-circuito entre os pontos M e N, a potência fornecida é igual a PF. PF A razão é dada por: P a) 7 9 b) c) 1 d) 7 6 I 9. O circuito elétrico de um certo dispositivo é formado por duas pilhas ideais idênticas, de tensão V cada uma, três lâmpadas incandescentes ôhmicas e idênticas L1, L e L3, uma chave e fios condutores de resistências desprezíveis. Inicialmente, a chave está aberta, conforme o desenho abaixo. Em seguida, a chave do circuito é fechada. Considerando que as lâmpadas não se queimam, pode-se afirmar que: a) a corrente de duas lâmpadas aumenta. b) a corrente de L1 diminui e a de L3 aumenta. c) a corrente de L3 diminui e a de L permanece a mesma. d) a corrente de L1 diminui e a corrente de L aumenta. e) a corrente de L1 permanece a mesma e a de L diminui. 10. O circuito elétrico seguinte é constituído por três lâmpadas L1, L e L3, que são idênticas, e ligadas a uma bateria ε.

5 Se a lâmpada L3 repentinamente se queimar, é correto afirmar que: a) L diminuirá o seu brilho. b) L1 dissipará mais energia. c) L dissipará menos energia. d) L1 terá o mesmo brilho de L. 11. Um aquecedor elétrico tem potência de 1 W e, de acordo com o fabricante, deve ser ligado a uma tensão de 6 V. O equipamento consiste de uma bolsa com isolamento térmico e uma resistência ôhmica para gerar calor por efeito Joule. Para ligá-lo em uma bateria automotiva de 1 V, faz-se um arranjo conhecido como divisor de tensão, conforme a figura a seguir. As resistências R1 e R devem ser escolhidas de modo que o aquecedor funcione conforme as especificações do fabricante. Assim, a escolha dos resistores deve ser tal que: a) R R1 e R1 3 Ω. R R e R 3 Ω. b) 1 1 R R e R 3 Ω. c) 1 1 R R e R 3 Ω. d) Analise o circuito abaixo. Sabendo-se que a corrente I é igual a 500 ma, o valor da tensão fornecida pela bateria, em volts, é: a) 10. b) 0. c) 30.

6 d) 40. e) Dispositivos elétricos que aquecem, geralmente, consomem mais energia que outros equipamentos mais simples. Para definirmos o quanto de energia cada equipamento consome, devemos saber a sua potência nominal e quanto tempo ele fica ligado na rede elétrica. Essa energia é medida então em kwh. Observando a inscrição de três equipamentos, Guliver anota numa tabela os seguintes dados dos equipamentos: Corrente elétrica (A) Tensão nominal (V) Potência (W) Equipamento A Equipamento B Equipamento C Se os equipamentos ficarem ligados h por dia durante 0 dias no mês, podemos concluir que a energia elétrica nominal consumida em kwh nesse período é de, aproximadamente, a) 600. b) 550. c) 46. d) 336. e) No circuito, uma bateria B está conectada a três resistores de resistências R1, R e R3: Sabe-se que R = R3 = R1. A relação entre as potências P1, P e P3, respectivamente associadas a R1, R e R3, pode ser expressa como: a) P1 = P = P3 b) P1 = P = P3 c) 4P1 = P = P3 d) P1 = P = P3 15. O disjuntor é um dispositivo de proteção dos circuitos elétricos. Ele desliga automaticamente e o circuito onde é empregado, quando a intensidade da corrente elétrica ultrapassa o limite especificado. Na cozinha de uma casa ligada à rede elétrica de 17 V, há três tomadas protegidas por um único disjuntor de 5 A, conforme o circuito elétrico representado, de forma simplificada, no desenho abaixo. A tabela a seguir mostra a tensão e a potência dos aparelhos eletrodomésticos, nas condições de funcionamento normal, que serão utilizados nesta cozinha.

7 APARELHOS forno de micro-ondas lava-louça geladeira cafeteira liquidificador TENSÃO (V) POTÊNCIA (W) Cada tomada conectará somente um aparelho, dos cinco já citados acima. Considere que os fios condutores e as tomadas do circuito elétrico da cozinha são ideais. O disjuntor de 5 A será desarmado, desligando o circuito, se forem ligados simultaneamente: a) forno de micro-ondas, lava-louça e geladeira. b) geladeira, lava-louça e liquidificador. c) geladeira, forno de micro-ondas e liquidificador. d) geladeira, cafeteira e liquidificador. e) forno de micro-ondas, cafeteira e liquidificador. 16. Em uma residência com 4 pessoas, cada uma delas utiliza diariamente um chuveiro de 4800 W ligado por 10 min durante o banho. Além disso, essa casa é iluminada por 10 lâmpadas fluorescentes de 0 W cada. Para que o consumo de energia dessas lâmpadas seja o mesmo do chuveiro em 30 dias, elas devem ficar ligadas continuamente durante: a) dias. b) 5 dias. c) 15 dias. d) 0 dias. 17. Nos anúncios da tevê Somos lindos, sorridentes, Cabelos longos e radiosos... Affonso chegou em casa, acendeu uma lâmpada, cuja potência é de 60 W, e, em seguida, ligou a televisão, cuja potência é de 90 W. A lâmpada e a televisão ficaram ligadas por uma (1) hora. Com relação ao consumo de energia elétrica e à tensão elétrica nesse intervalo de tempo, é CORRETO afirmar que: a) o consumo da lâmpada é maior, mas a tensão nos dois aparelhos é a mesma. b) tanto o consumo quanto a tensão na televisão são maiores. c) tanto o consumo quanto a tensão na lâmpada são maiores. d) o consumo na televisão é maior, mas a tensão nos dois aparelhos é a mesma. 18. O carro elétrico é uma alternativa aos veículos com motor a combustão interna. Qual é a autonomia de um carro elétrico que se desloca a 60 km h, se a corrente elétrica empregada nesta velocidade é igual a 50 A e a carga máxima armazenada em suas baterias é q 75 Ah? a) 40,0 km. b) 6,5 km. c) 90,0 km. d) 160,0 km. 19. A indústria eletrônica busca produzir e aperfeiçoar dispositivos com propriedades elétricas adequadas para as mais diversas aplicações. O gráfico abaixo ilustra o comportamento elétrico de três dispositivos eletrônicos quando submetidos a uma tensão de operação V entre seus terminais, de modo que por eles circula uma corrente i.

8 Com base na figura acima, assinale a alternativa correta. a) O dispositivo D1 é não ôhmico na faixa de 30 a +30 V e sua resistência vale 0, k Ω. b) O dispositivo D é ôhmico na faixa de 0 a +0 V e sua resistência vale 6 k Ω. c) O dispositivo D3 é ôhmico na faixa de 10 a +10 V e sua resistência vale 0,5 k Ω. d) O dispositivo D1 é ôhmico na faixa de 30 a +30 V e sua resistência vale 6 k Ω. e) O dispositivo D3 é não ôhmico na faixa de 10 a +10 V e sua resistência vale 0,5 k Ω. 0. No rio Amazonas, um pescador inexperiente tenta capturar um poraquê segurando a cabeça do peixe com uma mão e a cauda com a outra. O poraquê é um peixe elétrico, capaz de gerar, entre a cabeça e a cauda, uma diferença de potencial de até 1500 V. Para esta diferença de potencial, a resistência elétrica do corpo humano, medida entre as duas mãos, é de aproximadamente 1000 Ω. Em geral, 500 ma de corrente contínua, passando pelo tórax de uma pessoa, são suficientes para provocar fibrilação ventricular e morte por parada cardiorrespiratória. Usando os valores mencionados acima, calculamos que a corrente que passa pelo tórax do pescador, com relação à corrente suficiente para provocar fibrilação ventricular, é: a) um terço. b) a metade. c) igual. d) o dobro. e) o triplo. 1. O chuveiro elétrico é um dispositivo capaz de transformar energia elétrica em energia térmica, o que possibilita a elevação da temperatura da água. Um chuveiro projetado para funcionar em 110V pode ser adaptado para funcionar em 0V, de modo a manter inalterada sua potência. Uma das maneiras de fazer essa adaptação é trocar a resistência do chuveiro por outra, de mesmo material e com o(a): a) dobro do comprimento do fio. b) metade do comprimento do fio. c) metade da área da seção reta do fio. d) quádruplo da área da seção reta do fio. e) quarta parte da área da seção reta do fio.. No circuito da figura abaixo, a diferença de potencial, em módulo, entre os pontos A e B é de:

9 a) 5 V. b) 4 V. c) 3 V. d) 1 V. e) 0 V. 3. Um circuito em série é formado por uma pilha, uma lâmpada incandescente e uma chave interruptora. Ao se ligar a chave, a lâmpada acende quase instantaneamente, irradiando calor e luz. Popularmente, associa-se o fenômeno da irradiação de energia a um desgaste da corrente elétrica, ao atravessar o filamento da lâmpada, e à rapidez com que a lâmpada começa a brilhar. Essa explicação está em desacordo com o modelo clássico de corrente. De acordo com o modelo mencionado, o fato de a lâmpada acender quase instantaneamente está relacionado à rapidez com que: a) o fluido elétrico se desloca no circuito. b) as cargas negativas móveis atravessam o circuito. c) a bateria libera cargas móveis para o filamento da lâmpada. d) o campo elétrico se estabelece em todos os pontos do circuito. e) as cargas positivas e negativas se chocam no filamento da lâmpada. 4. No circuito elétrico esquematizado abaixo, a leitura no amperímetro A não se altera quando as chaves C 1 e C são simultaneamente fechadas. Considerando que a fonte de tensão ε, o amperímetro e os fios de ligação são ideais e os resistores ôhmicos, o valor de R é igual a: a) 50. b) 100. c) 150. d) 600.

10 5. Uma pessoa verificou que o ferro elétrico de W, por ficar muito tempo em funcionamento, causa gasto excessivo na sua conta de energia elétrica. Como medida de economia, ela estabeleceu que o consumo de energia desse aparelho deveria ser igual ao de um chuveiro de W ligado durante 15 minutos. Nessas condições, o tempo máximo de funcionamento do ferro deve ser, em minutos, igual a: a). b) 44. c) 66. d) O dimensionamento de motores elétricos, junto com o desenvolvimento de compressores, é o principal problema da indústria de refrigeração. As geladeiras do tipo frost-free não acumulam gelo no seu interior, o que evita o isolamento térmico realizado pelas grossas camadas de gelo formadas pelas geladeiras comuns. A não formação de gelo diminui o consumo de energia. Assim, numa geladeira tipo frost-free ligada a uma ddp de 0V circula uma corrente de 0,5A. Se essa geladeira ficar ligada 5 minutos a cada hora, seu consumo diário de energia, em kwh, é de: a) 0,. b) 44. c) 0. d) 440. e) Determinada massa de água deve ser aquecida com o calor dissipado por uma associação de resistores ligada nos pontos A e B do esquema mostrado na figura. Para isso, dois resistores ôhmicos de mesma resistência R podem ser associados e ligados aos pontos A e B. Uma ddp constante U, criada por um gerador ideal entre os pontos A e B, é a mesma para ambas as associações dos resistores, em série ou em paralelo. Considere que todo calor dissipado pelos resistores seja absorvido pela água e que, se os resistores forem associados em série, o aquecimento pretendido será conseguido em 1 minuto. Dessa forma, se for utilizada a associação em paralelo, o mesmo aquecimento será conseguido num intervalo de tempo, em segundos, igual a: a) 30. b) 0. c) 10. d) 45. e) A favor da sustentabilidade do planeta, os aparelhos que funcionam com eletricidade estão recebendo sucessivos aperfeiçoamentos. O exemplo mais comum são as lâmpadas eletrônicas que, utilizando menor potência, iluminam tão bem quanto as lâmpadas de filamento.

11 Então, analise as afirmativas: I. A corrente elétrica que circula nas lâmpadas incandescentes é menor do que a que circula nas lâmpadas eletrônicas. II. Substituindo uma lâmpada incandescente por uma eletrônica, esta fica com a mesma ddp que aquela. III. A energia dissipada na lâmpada incandescente é menor do que na lâmpada eletrônica. Está(ão) correta(s): a) apenas I e II. b) apenas II. c) apenas I e III. d) apenas III. e) I, II e III. 9. As lâmpadas de LED (Light Emissor Diode) estão substituindo progressivamente as lâmpadas fluorescentes e representam um avanço tecnológico nas formas de conversão de energia elétrica em luz. A tabela, a seguir, compara as características dessas lâmpadas. Características Fluorescente LED Potência média (W) 9 8 Tempo médio de duração (horas) Tensão nominal (Volts) Fluxo luminoso (lm) Com relação à eficácia luminosa, que representa a relação entre o fluxo luminoso e a potência do dispositivo, Lumen por Watt (lm/w), considere as afirmativas a seguir. I. A troca da lâmpada fluorescente pela de LED ocasionará economia de 80% de energia. II. A eficácia luminosa da lâmpada de LED é de 56,5 lm/w. III. A razão entre as correntes elétricas que passam pela lâmpada fluorescente e pela lâmpada de LED, nessa ordem, é de,5. IV. O consumo de energia elétrica de uma lâmpada de LED durante o seu tempo médio de duração é de 00 kwh. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e II são corretas. b) Somente as afirmativas I e IV são corretas. c) Somente as afirmativas III e IV são corretas. d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas. e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas. 30. Um eletricista analisa o diagrama de uma instalação elétrica residencial para planejar medições de tensão e corrente em uma cozinha. Nesse ambiente existem uma geladeira (G), uma tomada (T) e uma lâmpada (L), conforme a figura. O eletricista deseja medir a tensão elétrica aplicada à geladeira, a corrente total e a corrente na lâmpada. Para isso, ele dispõe de um voltímetro (V) e dois amperímetros (A). Para realizar essas medidas, o esquema da ligação desses instrumentos está representado em: a)

12 b) c) d) e) 31. A Lei da Conservação da Energia assegura que não é possível criar energia nem a fazer desaparecer. No funcionamento de determinados aparelhos, a energia é conservada por meio da transformação de um tipo de energia em outro. Em se considerando um telefone celular com a bateria carregada e em funcionamento, durante uma conversa entre duas pessoas, assinale a alternativa que corresponde à sequência correta das possíveis transformações de energias envolvidas no celular em uso. a) Térmica cinética sonora. b) Química elétrica sonora. c) Cinética térmica elétrica. d) Luminosa elétrica térmica. e) Química sonora cinética. 3. Devido ao seu baixo consumo de energia, vida útil longa e alta eficiência, as lâmpadas de LED (do inglês light emitting diode) conquistaram espaço na última década como alternativa econômica em muitas situações práticas. Vamos supor que a prefeitura de Curitiba deseje fazer a substituição das lâmpadas convencionais das luzes vermelhas de todos os semáforos da cidade por lâmpadas de LED. Os semáforos atuais utilizam lâmpadas incandescentes de 100 W. As lâmpadas de LED a serem instaladas consomem aproximadamente 0,1 A de corrente sob uma tensão de alimentação de 10 V. Supondo que existam luzes vermelhas, que elas permaneçam acesas por um tempo total de 10h ao longo de cada dia e que o preço do quilowatthora na cidade de Curitiba seja de R$ 0,50, a economia de recursos associada apenas à troca das lâmpadas convencionais por lâmpadas de LED nas luzes vermelhas em um ano seria de: 3 a) R$ 1, b) R$ 1, c) R$ 3, d) R$ 1, e) R$ 3, Um grupo de amigos foi passar o fim de semana em um acampamento rural, onde não há eletricidade. Uma pessoa levou um gerador a diesel e outra levou duas lâmpadas, diferentes fios e bocais. Perto do anoitecer, iniciaram a instalação e verificaram que as lâmpadas eram de 60 W 110 V e o gerador produzia uma tensão de 0 V. Para que as duas lâmpadas possam funcionar de acordo com suas especificações e o circuito tenha menor perda possível, a estrutura do circuito elétrico deverá ser de dois bocais ligados em: a) série e usar fios de maior espessura. b) série e usar fios de máximo comprimento. c) paralelo e usar fios de menor espessura.

13 d) paralelo e usar fios de maior espessura. e) paralelo e usar fios de máximo comprimento. 34. 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: a) b) c) d) e) 35. O meio que conduz melhor a eletricidade é a(o): a) ar, devido à facilidade de propagar o relâmpago. b) metal, porque possui maior número de cargas livres. c) plástico, pois deriva-se do petróleo, grande fonte de energia. d) madeira, uma vez que as árvores atraem raios em dias de tempestade. 36. No circuito mostrado na figura, a diferença de potencial entre os pontos B e A vale, em Volts: a) 3,0 b) 1,0 c),0 d) 4,5 e) 0,75

14 Gabarito: Resposta da questão 1: = 33. [01] Correta. A lâmpada incandescente não emite luz branca. [0] Incorreta. A cor de um objeto é a soma das cores que ele reflete, e ele somente pode refletir cores que incidem sobre ele. [04] Incorreta. O IRC não está relacionado à potência. [08] Incorreta. As lâmpadas incandescentes comuns, pelo que se conhece, transformam cerca de 90% da energia elétrica consumida em energia térmica, não em luminosa. [16] Incorreta. A teoria de Planck é sobre a energia transportada por um fóton irradiado. E = h f. [3] Correta. Como houve uma redução de 50% no consumo, a energia elétrica economizada é igual ao consumo atual. Sendo G o investimento, considerando que as lâmpadas funcionem 1 horas por dia. Calculemos a economia em 1 ano (G 1) e estimemos o tempo de recuperação desse investimento. Dados: G = R$ ,00; u = R$ 0,30; N = 10; P 1 = 130 W = 0,13 kw. G N P Δt u G 10 0, ,3 G R$ , R$ ,00 1 ano Δt Δt 44 anos. R$ ,00 Δt Resposta da questão : [A] Dados: E 15μJ, ε1 10V, ε 5V. Como as fontes estão em oposição, a ddp (U) no capacitor é: U ε ε 10 5 U 5 V. 1 Aplicando a expressão da energia armazenada no capacitor: C U E E C U 5 5 C 10 μf. Resposta da questão 3: = 4. [01] Incorreta. Do gráfico, no intervalo de s a 4 s a intensidade da corrente é i = 1 A Q i Δt 1 4 Q C. [0] Correta. É a aplicação da regra da mão direita nº 1, ou regra do saca-rolhas. [04] Incorreta. Essa velocidade é a de propagação do campo elétrico através do fio. [08] Correta. No intervalo de s a 6 s, a intensidade da corrente elétrica é constante, i = 1 A. 19 Sendo a carga elementar, e 1,6 10 C, o número n de elétrons é: i Δt n n,5 10. e 19 1,6 10 [16] Incorreta. O campo magnético está representado corretamente, mas o campo elétrico está no interior do fio, no mesmo sentido da corrente elétrica. [3] Correta. Do gráfico, no instante 5 s, a corrente tem intensidade i = 1 A. Sendo

15 7 μ0 4π 10 T m / A, temos: 7 0 i 4 π 10 7 μ B B 10 T. π r π1 [64] Incorreta. A carga total pode ser obtida pela área abaixo da linha do gráfico. Calculando a corrente média (i m): Q i m im 0,83 A. Δt 6 Resposta da questão 4: [E] π D - Volume do cilindro: V A L V L L I 4 V 4 π D ΔQ n e n e - Corrente elétrica: i i Δt II L Δt - Velocidade: v III Δt Δt i (I) e (II) em (III): L 4 V i 4 V i v v. Δt n e πd n e πd Dados: V 1 cm 10 m ; D 1,6 mm 1,6 10 m; i 10 A; n 8,4 10 ; e 1,6 10 C; π 3,14. Substituindo valores: v 3,7 10 m/s ,4 10 1,6 10 3,14 1,6 10 v 10 m/s. Resposta da questão 5: [D] Dado: A = A1. Combinando a primeira e a segunda lei de Ohm: ρ L V1 R1 i V1 i A1 V1 ρ L i A1 V1 ρ L V A1 ρ L i V V R i V i A1 V V. 1 Resposta da questão 6: [C] As resistências dos dois fios devem ser iguais. Então, aplicando a ª lei de Ohm:

16 ρ L ρ1 L 9 ρ L 9 ρ1 L ρ1. R R R 9 R π π π ρ π 3 Resposta da questão 7: [A] ρ L1 ρ 3L ρ L U R1 i 1 U i 1 U i 1 U i1 A1 3 A A i i 1 1 i 0,5. ρ L i U R i U i A Resposta da questão 8: [D] Estabelecendo um curto-circuito, popularmente conhecido como chupeta, entre os pontos M e N, os três resistores em paralelo não mais funcionam. Para as duas situações inicial e final, as respectivas resistências equivalentes são: R 7 RI R R. 3 3 R F R. Calculando as potências dissipadas: E 3E P I U 7R 7R PF E 7 R PF 7 P 3 d. R P I R 3 E PI 6 E PF R Resposta da questão 9: [A] Seja R a resistência de cada lâmpada e U a ddp fornecida pela associação das duas pilhas. Calculemos a corrente em cada lâmpada nos dois casos, usando a 1ª lei de Ohm: CHAVE ABERTA: A resistência equivalente é: Rab R R R. A corrente gerada é:

17 U U I ab. Rab R As correntes nas lâmpadas são: U i1 i Iab 0,5 R; i3 0. R CHAVE FECHADA: A resistência equivalente é: R 3R Rfec R. A corrente gerada é: U U U U I fec I fec 0,67. R fec 3 R 3 R R As correntes nas lâmpadas são: U Ifec i1 Ifec 0,67 ; i i3 0,33 R. R Conclusão: i 1 e i 3 aumentam e i diminui. Resposta da questão 10: [D] Se L3 queimar, passará a mesma corrente por L1 e L, pois elas ficarão em série. Como elas são idênticas, L1 terá o mesmo brilho que L. Resposta da questão 11: [D] Dados: P A = 1 W; U A = 6 V. Calculando a resistência (R A) do aquecedor: UA 6 P A 1 RA 3 Ω. RA RA - A tensão no aquecedor é 6 V. Como R e R A estão em paralelo, a tensão na associação também é 6 V, ou seja: U A = 6 V. - Sendo U 1 a tensão no resistor R 1, temos: U1 UA 1 U1 6 1 U1 6 V. Mas, sendo I a corrente total: U1 R1 I 6 R1 I. RA R 3 R U A I 6 I RA R 3 R 3R R 3 R 3 R R R R R 3 R 3 R1 3 R 1. R 3 R 1 1 Como R1 tem valor positivo, 3 R1 < 3, então: 3 R 1 1 R R 1. 3 R R 1 1

18 Além disso, se: R 0 3 R R R 1 Resposta da questão 1: [C] Os dois resistores de 0 Ω estão em paralelo, sendo, portanto, percorridos por correntes de mesma intensidade, 500 ma. Então a corrente total é i = ma = 1 A. A resistência equivalente do circuito é: 0 Req 0 30 Ω. Aplicando a Lei de Ohm-Pouillet: ε Req i 30 1 ε 30 V. Resposta da questão 13: [D] A potência total dos três equipamentos é: P W P 8,4 kw. O tempo de operação é: Δ t 0 40 h. Calculando o consumo de energia: E P Δ t 8,4 40 E 336 kwh. Resposta da questão 14: [D] Como R1 = R, e sendo a ligação em paralelo, os dois resistores são percorridos pela mesma corrente (i). Portanto, a corrente em R1 é o dobro da corrente em R e R3 (I = i). Assim: P P3 R1 i P R i P 4 R i P P P. 1 3 Resposta da questão 15: [A] Calculando a potência máxima que o disjuntor permite que seja consumida: Pmáx U Imáx W. Verificando a alternativa [A]: P T = = W. Esses três aparelhos ligados simultaneamente consomem mais que a potência máxima, desarmando o disjuntor. Resposta da questão 16: [D] A energia consumida deve ser a mesma nos dois casos:

19 E E 4 P Δ t 10 P Δt Δt Δt min Δt 4 60 Δt 0 dias. Resposta da questão 17: [D] Comentário: Com os dados do enunciado, e impossível determinar se as tensões na lâmpada e na televisão são iguais ou diferentes, pois nas redes domésticas há possibilidades de ligações em diferentes tensões, como por exemplo, 17 V e 0 V. A questão ficaria sem resposta. Considerando que o técnico que Affonso contratou tenha bom senso, ele deve ter ligado a lâmpada e a televisão à mesma tensão. Quanto à potência, no mesmo intervalo de tempo, o aparelho de maior potência consome mais energia, conforme mostram os cálculos: 5 ELâmp ,16 10 J. E PΔt 5 ETelev ,4 10 J. Resposta da questão 18: [C] A quantidade de carga elétrica contida na bateria é dada por: q i Δt 75Ah 50A Δt 75 Δt h 50 Δt 1,5h Sabendo que a autonomia (em horas) da bateria é 1,5 horas temos: Δs v Δt Δs 60 1,5 Δs 90 km Resposta da questão 19: [D] Para que o resistor seja ôhmico, é preciso que sua resistência seja constante quando a temperatura for constante. Supondo que a experiência tenha sido feita sem variação de temperatura, podemos concluir que serão ôhmicos aqueles que apresentarem resistência constante. Sendo assim o gráfico V x i deve ser uma reta. V 30V O dispositivo D1 entre 30V e +30V é ôhmico e sua resistência vale R 6k Ω. i 5mA Resposta da questão 0: [E] Calculando a corrente elétrica: U 1500 i 1,5 A i 1500 ma. R 1000

20 Como a corrente para provocar fibrilação (i fib) é de 500 ma: i 1500 i 3 i fib. i 500 fib Resposta da questão 1: [E] Das expressões da potência elétrica e da segunda lei de Ohm: U R0 0 P P0 P 110 R R0 R110 R ρ L0 ρ L110 L0 L110 R0 4 R A0 A110 A0 A110 (I) A0 A 110 L0 4 L 110 Se A110 II L0 L 110 A0 4 Nas opções mostradas, somente há a hipótese (II). Resposta da questão : [B] Como o circuito está aberto entre os pontos A e B, a corrente elétrica entre esses pontos é nula, sendo, portanto, também nula a corrente pelo resistor de R = 4, ligado ao ponto A; ou seja, esse resistor não tem função, não entrando no cálculo da resistência equivalente. O circuito da figura é uma simplificação do circuito da figura 1. Calculando a resistência equivalente: Req 4 5. A ddp no trecho é U = 5 V, e a ddp entre os pontos A e B (U AB) é a própria ddp no resistor R1. Assim: U 5 U Req I I 1 A. R 5 eq UAB R1 i 4 1 UAB 4 V.

21 1 eq BC 1 BC BC BC 1 AB BC Resposta da questão 3: [D] Quando se fecha a chave, surge um campo elétrico ao longo de todo o fio, fazendo com que as cargas comecem a se deslocar, formando a corrente elétrica. Resposta da questão 4: [D] As figuras 1 e ilustram as situações simplificadas com as chaves abertas e fechadas, respectivamente. Calculando a corrente I 1 (leitura do amperímetro) no circuito da Fig. 1. Lei de Ohm-Pouillet. 1,5 ε R I 1, I I I A. 300 A diferença de potencial (U BC) entre os pontos B e C é: U 100 I U U 1 V. 3 Quando as chaves são fechadas, a resistência de 50 fica em curto-circuito, podendo ser descartada, como na Fig.. Como a leitura do amperímetro não se altera, a corrente no resistor de 100 continua sendo I 1 e a tensão entre os pontos B e C, também não se altera: 1 U V. 3 O somatório das tensões entre os pontos A e C é igual à força eletromotriz da bateria, possibilitando calcular a corrente I : ε U U 1 1 4,5 1 1,5 300 I 1,5 300 I 300 I ,5 I A. 900 Mas, pela lei dos nós: 1 3,5 3,5 3 0,5 i I I i i i A

22 BC Finalmente, no resistor de resistência R: 1 0,5 900 U Ri R R ,5 R 600 Ω. Resposta da questão 5: [C] Dados: P f = W; Δt f = 15 min; P c = W Para um mesmo consumo de energia, temos: f Pc Δtc Ef E c Pf Δtf Pc Δt c Δt f P Δt 66 min. f Resposta da questão 6: [A] Dados: U = 0 V; i = 0,5 A Se a geladeira fica ligada 5 minutos por hora, seu tempo de funcionamento em um dia é: min 1 hora horas t 5 4 h/dia. hora 60 min dia Da expressão da energia consumida por um aparelho ligado a uma ddp U percorrido por corrente i: E P t E U i t 0 0,5 0 W h E 0, kwh. Resposta da questão 7: [E] Dados: t S = 1 min = 60 s. As resistências equivalentes das associações série (R S) e paralelo (R P) são, respectivamente: R RS R e R P. Para o mesmo aquecimento, é necessária a mesma quantidade de calor nas associações paralelo e série (Q P = Q S). Aplicando a expressão da potência elétrica para uma associação de resistores: U U QP Q S PP tp PS t S tp t S RP RS tp ts ts ts 60 t P t P t P R R 4 4 tp 15 s. Resposta da questão 8: [B] [I]. Incorreta. De acordo com o próprio enunciado, as lâmpadas eletrônicas utilizam menor potência. Da expressão da potência elétrica (P = U i), se estão ligadas à mesma fonte, a ddp (U) é a mesma para as duas lâmpadas, logo pela de menor potência (eletrônica) circula

23 menor corrente (i). [II]. Correta. A ddp é estabelecida pela rede de distribuição. [III]. Incorreta. Usando boa vontade e bom senso, suponhamos que os tempos de operação ( Δ t) sejam iguais. Assim, da expressão da energia (E) consumida por um dispositivo de potência P (E PΔt), a lâmpada que utiliza maior potência consome maior energia, no caso a incandescente. Resposta da questão 9: [E] I. Incorreta. O consumo de energia está relacionado à potência ( E P t). A relação entre as Pled 8 potências é: 0,89 89%. A troca ocasionará uma economia de 11%. Pflu II. Correta. Sendo e a eficácia luminosa, temos: eled 56,5 lm / W i P flu 110 iflu III. Correta. P U i i 110,5. U 8 iled iled 0 0 ΔE P Δt W h 00 kw h. IV. Correta. Resposta da questão 30: [E] O voltímetro deve ser ligado em paralelo com o trecho de circuito onde se quer medir a tensão elétrica, ou seja, entre os terminais fase e neutro. O amperímetro para medir a corrente total deve ser instalado no terminal fase ou no terminal neutro. O outro amperímetro para medir a corrente na lâmpada deve ser ligado em série com ela. Resposta da questão 31: [B] Nas baterias, ocorrem reações químicas, gerando energia elétrica, que é transformada em energia sonora. Resposta da questão 3: [B] A potência de cada lâmpada de LED é P V.i 10x01 1W. A economia por lâmpada trocada é ΔP W. Como as lâmpadas são e ficam ligadas 10h por dia, a economia total anual será: 9 6 W x88x360 3,x10 Wh 3,x10 kwh. A economia em reais será: 6 6 ΔC 3,x10 x0,5 R$ 1,6x10. Resposta da questão 33: [A] Como as lâmpadas são idênticas, se ligadas em série, dividirão igualmente a tensão da fonte, ficando corretamente ligadas, 110 V em cada uma. Para que a perda seja a menor possível, o fios devem ser os de maior espessura, pois têm menor resistência.

24 Resposta da questão 34: [C] Se A queima e as outras não se apagam, elas não podem estar em série, e, se o brilho delas se altera, elas não podem estar as quatro em paralelo. Como o brilho de B aumenta, a corrente em B aumenta; como o brilho de C e D diminui, a corrente nelas diminui, implicando que a resistência equivalente do circuito aumenta. Essas análises nos levam à alternativa [C]. Resposta da questão 35: [B] Os melhores condutores de eletricidade são os metais porque possuem os elétrons da camada mais externa mais fracamente ligados ao núcleo, sendo facilmente transportados, quando se estabelece uma diferença de potencial entre os terminais do condutor. Resposta da questão 36: [C] A resistência equivalente do circuito é: R 1 1/ /1 1 0,5 1,5 A corrente no circuito é: V R.i 3 1,5.i i,0a A ddp procurada é: V R.i VAB 1x,0V