Δt, quando. R. 1 Nessas condições, a relação entre as

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1 1. (Unesp 016) As companhias de energia elétrica nos cobram pela energia que consumimos. Essa energia é dada pela expressão E V i t, em que V é a tensão que alimenta nossa residência, a intensidade de corrente que circula por determinado aparelho, é o tempo em que ele fica ligado e a expressão V i é a potência P necessária para dado aparelho funcionar. i Δ Assim, em um aparelho que suporta o dobro da tensão e consome a mesma potência P, a corrente necessária para seu funcionamento será a metade. Mas as perdas de energia que ocorrem por efeito joule (aquecimento em virtude da resistência ) são medidas por ΔE i Δt. Δt, quando Então, para um mesmo valor de e diminui, essa perda também será reduzida. Além disso, sendo menor a corrente, podemos utilizar condutores de menor área de secção transversal, o que implicará, ainda, economia de material usado na confecção dos condutores. i (egina Pinto de Carvalho. Física do dia a dia, 003. Adaptado.) Baseando-se nas informações contidas no texto, é correto afirmar que: a) se a resistência elétrica de um condutor é constante, em um mesmo intervalo de tempo, as perdas por efeito joule em um condutor são inversamente proporcionais à corrente que o atravessa. b) é mais econômico usarmos em nossas residências correntes elétricas sob tensão de 110 V do que de 0 V. c) em um mesmo intervalo de tempo, a energia elétrica consumida por um aparelho elétrico varia inversamente com a potência desse aparelho. d) uma possível unidade de medida de energia elétrica é o kv A (quilovolt - ampère), que pode, portanto, ser convertida para a unidade correspondente do Sistema Internacional, o joule. e) para um valor constante de tensão elétrica, a intensidade de corrente que atravessa um condutor será tanto maior quanto maior for a área de sua secção transversal.. (Mackenzie 016) Dois resistores, de resistências elétricas são formados por fios metálicos, de mesmo comprimento e mesmo diâmetro, são constituídos de materiais cujas resistividades são respectivamente. Quando esses resistores são associados em 1 e paralelo e submetidos a uma bateria de tensão elétrica U, a corrente que passa pelo fio de resistência elétrica é o dobro da que passa por resistividades dos materiais é a) 1 b) 1 c) 1 4 d) 1 4 e) 1 1 e,. 1 Nessas condições, a relação entre as Δt

2 3. (Fuvest 016) Em um circuito integrado (CI), a conexão elétrica entre transistores é feita por trilhas de alumínio de 500 nm de comprimento, 100 nm de largura e 50 nm de espessura. a) Determine a resistência elétrica de uma dessas conexões, sabendo que a resistência, em ohms, de uma trilha de alumínio é dada por 3 10 L A, em que L e A são, respectivamente, o comprimento e a área da seção reta da trilha em unidades do SI. b) Se a corrente elétrica em uma trilha for de 10 A, qual é a potência dissipada nessa conexão? c) Considere que um determinado CI possua 106 dessas conexões elétricas. Determine a energia E dissipada no CI em 5 segundos de operação. d) Se não houvesse um mecanismo de remoção de calor, qual seria o intervalo de tempo necessário para a temperatura do CI variar de 300 C? Note e adote: 9 1nm 10 m Capacidade térmica do CI 5 10 J / K Considere que as trilhas são as únicas fontes de calor no CI (Unicamp 014) No fenômeno de Magneto impedância gigante, a resistência elétrica de determinado material pelo qual circula uma corrente alternada de frequência f varia com a aplicação de um campo magnético H. O gráfico da figura 1 mostra a resistência elétrica de determinado fio de resistividade elétrica 64,8 10 Ωm em função da frequência f da corrente elétrica alternada que circula por esse fio, para diferentes valores de H. a) Como podemos ver na figura 1, o valor da resistência elétrica do fio para f 0 Hz é 1,5 Ω. Calcule o comprimento L desse fio, cuja área de seção transversal vale A 1,96 10 m. b) Para altas frequências, a corrente elétrica alternada não está uniformemente distribuída na seção reta do fio, mas sim confinada em uma região próxima a sua superfície. Esta região é determinada pelo comprimento de penetração, que é dado por δ k, em que é a μrf resistividade do fio, f é a frequência da corrente elétrica alternada, é a permeabilidade μ m Hz magnética relativa do fio e k 500. Sabendo que varia com o campo magnético Ω aplicado H, como mostra a figura, e que, para o particular valor de f 8 MHz temos 4 Ω, calcule o valor de δ para essa situação. μ r μ r t

3 Gabarito: esposta da questão 1: [E] Combinado a 1ª e a ª leis de Ohm, vem: U i L U L U i i A. A L A Essa expressão final mostra que, para uma mesma tensão, quanto maior a área da secção transversal do condutor, maior a intensidade da corrente que o atravessa. esposta da questão : [C] Usando a Segunda Lei de Ohm para a resistência de cada fio A E fazendo a razão entre suas resistências, conseguimos simplificar suas áreas transversais e o comprimento de cada fio, temos: 1 1 Sabendo que a tensão é constante na associação em paralelo, podemos equacionar a Primeira Lei de Ohm para cada ramo dessa associação: U i constante U 1 i1 e U i Então: 1 i1 i 1 i 1 i Finalmente, substituindo a relação entre as resistências e a relação entre as correntes elétricas: i i1 1 i 1 i 1 Logo, 1. esposta da questão 3: a) Dados: 9 9 L 500nm m; b 100nm m; 9 e 50nm m; 3 10 L A. Da expressão dada: 9 8 L L A eb Ω.

4 6 b) Dado: i 10μA A P i P 3 10 W. 6 c) Dados: N 10 ; t 5s E N P t E 1,5 10 J. 5 d) Dados : C 510 J/K; Δθ 300 C 300K. Q E N PΔt C Δθ 5 CΔθ Δt NP Δt 50 s. esposta da questão 4: a) Dados: 1,5 Ω; 64,8 10 Ω m; A 1,96 10 m. Da segunda lei de Ohm: L A 1,5 1,96 10 L A 64,8 10 1,5 0,0 0,03 m L 3 cm. b) Do gráfico da Figura 1, conforme ponto assinalado: f = 8 MHz e 4Ω H 35Oe. Do gráfico da Figura, conforme ponto assinalado: H 35Oe μ r

5 Substituindo os valores obtidos na expressão fornecida: δ k μ f δ 4,5 μm. r 64, δ δ 4,5 10 m

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