Física C Extensivo V. 5

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1 GABAITO Física C Extensivo V. 5 Exercícios 0) a) eq Ω 06) Ω b) V 48 6 i A c) 4. V V V. 6 V d) P P 4. 6 w P P. 08 w e) P total P + P 44 w f) gerador ideal P fornecida P dissipada 44 w 0) V total V LED + V V LED +,5 V LED 0,5 v + 5 V 5 V 5 i 5 A Logo, V LED LED 0,5 LED LED 700 Ω 0) a) i total i i i 4 A b) V V total + V + V V V 60 V c) V 40 0 Ω i 4 07) V 0 V V 0. 5 Ω V,5 V V i 60 5 Ω 4 04) A B 6 V P 750 mw 0,750 W A V A A i A V B B B V B 70. V B 40 V B a) P V 0,750,5 i 0,5 A V resistor 6,5 4,5 V V 4,5. 0,5 9 Ω b) P P 9. (0,5),5 W 05) E Ao interrompermos a passagem da corrente numa das lâmpadas, por estarem em série, todas apagarão. 08) P V Ω lâmpadas,5 Ω Física C

2 GABAITO 09) D ) V total + V V n 0) a) nº de lâmpadas V V bateria cada lâmpada 9 5, 6 b) P V,8 5,,5 Ω ) máx + máx Ω min + min Ω a) V V Se os resistores estão em série, a corrente deve ser a mesma em ambos. Com base no gráfico: ) V i 0,4 A i 0,4 A V V b) 4 0 Ω i 04, V 0 Ω i 04, c) eq Ω V P máx V ( 0 + 0) 0,9 w P min V ( 0 + 0) 0, w 4) V total total total (máx) 00 total. 5 total 40 Ω total Ω Física C

3 GABAITO 5) curto-circuito 8) 60 W 00 W I eq + 6) A, A bateria 0 A B Em condições normais (V 0 V), cada lâmpada possui uma resistência diferente que se mantém mesmo após alterarmos a tensão. Assim: P V P V Ω 44 Ω 0 V, A, A 0 50 C D 9) Como as correntes serão iguais, então brilhará mais a lâmpada que possuir maior resistência. P resistência lâmpada eq Ω I eq eq V 0 00, A AB 0., 4 V V BC BC V BC 0., 6 V V CD CD V CD 50., 60 V 7) bateria V V + V total lâmpada V + 4,5 V 7,5 V L L curto-circuito Como P lâmpada V,5 4,5 i 0,5 A V 7,5. 0,5 5 Ω I 0) C L Sendo V LD a tensão no LD e V a tensão no resistor, + U 0. Verdadeiro. As correntes são iguais. 0. Falso. Ao fechar a chave I, a corrente em L e L aumentará, aumentando também o brilho. 04. Verdadeiro. Curto. 08. Falso. A potência será alterada, pois a resistência equivalente também se alterará. 6. Verdadeiro. V V LD LD V Como i i V LD LD V V V LD LD. Física C

4 GABAITO Sabendo que: V total V LDA + V V V LD + V. LD V V LD ( + LD ) V LD V. LD + Quando LD iluminado ( LD 00 Ω), devemos ter: V LD < V. Assim, 00 Ω <. Porém, quando LD não for iluminado, ( LD MΩ. 0 6 ) V LD V < 0 6 Ω. Assim, 00 Ω < < 0 6, e o único resultado nessa faixa de resposta é 0 KΩ. ) I. eq 4. Ω 4+ II. eq N 6 Ω III eq 6 eq Ω ) a) V ) D + + eq b) + + eq + + eq 6 Ω eq 0 0 V c) i i 60 A 0 i V 60 A 0 i V 60 5 A d) i total i + i + i A 4) 5 A W A W 6 W 6 W B 8 W 8 W 5) E + + V eq 6 8 AB AB AB eq 4 5 Ω V Numa residência, os aparelhos estão associados em paralelo. 4 Física C

5 GABAITO 6)E i i i i 9) P total P + P + P P total 000 N P V Ω 0 V L L L 0) B C C C Quando abrimos C, a corrente em cai para zero (diminui). Porém, como a associação dos resistores é em paralelo, a d.d.p. nos resistores L e L não se altera, logo as correntes mantêm-se constantes. 7) V Como i i + i ) D Ao ligarmos a geladeira, a corrente total se altera (I p ) e as demais mantêm-se constantes. 8) i 6 Ω i 4 A 0,40 0,0 i (A) Para esse cálculo, pegaremos os aparelhos com maior potência, no caso o micro-ondas e a torradeira. P mo 900 W P to 850 ligados à geladeira: P total P gel + P mo + P to 870 W Como P V i 5,6 A Entre as opções apresentadas, a mais econômica possível é um fio de 0 A a) V 4 V i 0, A Como i i I 0, V 8V b) V I 4 0 Ω 0, V 4 40 Ω I 0, Quando I 0, A 6 V V (V) ) E P V i P V Lâmpada: i L ,45 A Geladeira: i g 400 0,8 A Micro-ondas: i mo ,6 A Torradeira: i to ,7 A il + ig + TE < 0 A ) 8 Em paralelo V 0. 0, 40 i 0,5 A 0. Falso. P V P AQ > P L i AQ > i L 0. Falso. P V P AQ > P L AQ < L 04. Verdadeiro. 08. Verdadeiro. 6. Verdadeiro. Física C 5

6 GABAITO 4) 5 8) A 0. Falso. Em paralelo. 0. Falso. P 50. 0,6 54 W 04. Verdadeiro. + + eq + + eq 0 Ω eq Falso. P V P > P > P Inversamente proporcional à resistência. 6. Verdadeiro Q Q 0,5 t 00 Q 45 C em que t 5 min. 00 s. Verdadeiro. l l p < p, pois <. 9) i A i i 0 5) E Comentário: Na associação em paralelo, "benjamim T", quanto maior o número de aparelhos associados, maior a intensidade de corrente elétrica total da associação; logo, maior o efeito Joule, então, maior a chance de incêndio (superaquecimento). 6) i 5 A P lâmpada V 00 0 i 0 A Corrente no resistor (i ) i A Assim: V ,4 Ω + + eq 6 eq Ω 7) 4 0. Falso. Todos os aparelhos podem funcionar juntos. 0. Verdadeiro. I total diminui. 04. Falso. A corrente nas lâmpadas não se altera. 08. Falso. Aumentará a resistência equivalente. 6. Falso. Não há influência no liquidificador.. Verdadeiro. 40) 6 Física C

7 GABAITO 4) eq N i V V i V 4) 0 W 0 mínima curto eq 60 W Ω máxima ) B B eq A B B fechada P V P(0) A fechada eq P V P(0) Logo P(0) P(0) 44) D i total A 0 Disjuntor de 5 A Física C 7

8 GABAITO 45) B 47) D Cálculo das potências das lâmpadas utilizadas nos ambientes: Cômodo Banheiro Sala Cozinha Corredor Área,5.,,5 m.,8 8,4 m. 9 m (,).,5,5 m Potência da lâmpada 60 W 00 W 00 W 60 W Dessa forma a potência total das lâmpadas vale 0 W. A potência total dos aparelhos representados vale: 46) C eq. + P V V P V P' V P P' P' P Na ligação feita pelo motorista, a intensidade da corrente elétrica formada no fusível (i F ) é igual à soma das intensidades das correntes elétricas formadas em cada uma das lâmpadas (i) ligadas em paralelo: P total P lâmpadas + P som + P chuveiro + P ferro + P televisor + P geladeira + P rádio P total P total 490 W 48) 5 0. Correta. Os aparelhos estão com mesma tensão na residência, o que quer dizer que estão em paralelo. 0. Incorreta. Sabemos que quando um aparelho em uma residência deixa de funcionar ou queima, os demais continuam funcionando normalmente. 04. Incorreta. Dependendo da localização, no norte da ilha a tensão é 0 V. 08. Correta. Como o inverso resistência equivalente em paralelo é a soma inversa das resistências, quanto maior o número de aparelho associados menor a resistência equivalente, logo maior a intensidade da corrente elétrica total de entrada, ou seja, maior o consumo de energia. 6. Correta. P V, logo i P V A. Incorreta. V, logo total V 0 i 0 7, Ω i fusível farol A partir da definição de potência elétrica, temos: P V farol i farol P V 49) i farol 55 6,5 A Como i fusível.,5,05 A Portanto, o motorista deve utilizar o fusível laranja. 8 Física C

9 GABAITO 50) 5) 5) a) eq Ω b) V 84 i 4 A c) V V V V Sobrando dos 84 V 48 V 48 V V d) i i 4 4 A V 48 0 i,4 A V 48 0 i,6 A AB AB 0 0 AB i AB A V (esistor Ω) V. V 6 V V (esistor Ω) V total V V V 4 i A Assim, nos resistores 8 Ω e 6 Ω passa A. Física C 9

10 GABAITO 5) 54) V V 6 V e i i i 4, A.,6., Ω V 6. 0,8 7,5 Ω pois i i +i, i + 0,4 i 0,8 A V 6. 0,4 5 Ω Ω Ω AB AB 0 0 i A 0. Falso. 0. Verdadeiro. P V P 0. P 0 w 04. Verdadeiro. 08. Falso. P P 6. 6 w 6. Falso.. Verdadeiro. V V 4. 4 V (associação em paralelo). 64. Falso. V 4 V V + V, + V 4, V 4 V 4,4 V 4 4 4,4 4., Ω 55) i A Ω 6 Ω 4 6 Ω 4 Ω A curto curto 8 Ω 6 B Ω A 8 Ω 6 A 6 A 0 Ω 6 Ω 5 V V Como V V 48 V. V V 6 i A V 4 i A 0 Física C

11 GABAITO 56) 58) C eq 4 Ω V 0 4 i 7,5 A 0. Falso. Em b estão em paralelo. 0. Falso. C N D Verdadeiro. série a paralelo a > b b V a V b P V Como a > b 08. Verdadeiro. Em a a 6 V V i 6 Em c i a > i c V V i 6. Falso.. Falso. As resistências são diferentes. P a < P b 59) O brilho é proporcional à corrente. Assim, brilho L > L L. 57) 0 A W W 0 A 0 eq N V 0. i 0 A Acompanhe o trajeto da corrente na figura anterior. A lâmpada L está submetida a uma tensão de 0 V. Veja por quê: V,,, V,. 0 V 0 V. Assim, se P máx 40 W P V 40 0 i 4 A A corrente máxima suportada é 4 A. No entanto, perceba que na situação descrita passam 5 A. A lâmpada queima após algum tempo. A nova situação do circuito é apresentada a seguir: P V 0,9 V 0 V V V 0i i 0, A Se a associação em paralelo consome V da tensão total, então o resistor de 6 Ω tem aplicado nele o restante V. V 6 i 0,5 A Assim: AB AB AB. 0, AB 5 Ω Física C

12 GABAITO 60) A V 00 ( ) i 5. 0 A 5 ma V i 0. 0 A 0 ma 6) B P V P w 6) No resistor 4 Ω: V V V 40 V Perceba no resistor 0 Ω que a corrente vale A, pois V 40 0 i A a) V + + eq eq eq Ω Assim, no resistor de Ω V V. 48 V 44 V Dos 40 V aplicados sobram 96 V para associação de resistores Ω / 6 Ω / 4 Ω. Logo: V i 4 4 A b) P V W eq Ω c) V 96 V Física C

13 GABAITO 6) E 0. Verdadeiro. eq Ω 04. Verdadeiro. 64) V 0 60 i A V V i,6 A 6. Falso.. Verdadeiro,6 A (fechado) i,7 (aberto) 66) ( + ) (5 + ) 6 4 Ω 65) 0 Ω A i Ch i V 0 V i 00 Ω a) P P. i 6 i i 4 i i + i i i + 4i i 5 i 0. Verdadeiro. B V ( + ) V ( + ). 4 Como V 8 ( + ). 4 6 Ω i i 7 V Ω 7 A b) eq, Ω + 8 V 0 0 i A V V,6,6 V (tensão consumida em ). Sobrando para a associação em paralelo 6,4 V. 6,4 i 0, A P P (0,),8 W Física C

14 GABAITO 67) 0 68) A 0. Incorreta. Estão em série, são percorridas pela mesma intensidade de corrente elétrica, logo possuem o mesmo brilho. 0. Correta. Estão em série, são percorridas pela mesma intensidade de corrente elétrica, logo possuem o mesmo brilho. 04. Incorreta. Como estão em paralelo possuem mesma tensão, porém são filamentos de resistências iguas, logo também possuem intensidades de corrente elétrica iguais, ou seja, mesmo brilho. 08. Correta. O fio onde está ligada a lâmpada B tem menos resistência que o fio onde está ligada a lâmpada A, devido à resistência. Logo, a intensidade de corrente elétrica será maior na lâmpada B, ou seja, terá maior brilho. 6. Incorreta. Se o interruptor for fechado, a lâmpada B entra em curto-circuito, ou seja, terá intensidade de corrente elétrica nula. a) Correta. Se a resistência do reostato for máxima, a associação V e será a menor possível, logo a resistência equivalente também será a menor possível, então a intensidade de corrente no circuito será máxima. b) Incorreta. Se a resistência do reostato for zero, a associação V e será a maior possível, logo a resistência equivalente também será a maior possível, pois e estarão em série (soma direta). c) Incorreta. e V só terão intensidades de corrente elétrica iguais se suas resistências forem iguais, pois estão em paralelo. d) Incorreta. O valor da corrente em e V também será muito pequeno (função linear). e) Incorreta. A tensão sobre depende da intensidade de corrente elétrica no circuito, que por sua vez depende do valor do reostato V. 70) 7) eq. + Ω total 4 + Ω *V 0. i 60 A amperímetro * pelo ramo que contém o voltímetro, temos o dobro da resistência do outro ramo em paralelo, por isso nesse ramo passa metade da corrente que circula no outro ramo. Assim: i 0 A V 0. V 0 V (voltímetro) ) E a) ,4 i 0, A b) V CD CD V CD 40.0,6 V CD 4 V c) Leitura no próprio gerador V total V EF + + V CD V total 50. 0, V total 66 V 4 Física C

15 GABAITO 7) 74) 7) eq Ω + Ω eq 4 Ω V T T T 4 T i T A AB Ω. 9 V 0. Falso. + + eq + + eq eq 00 Ω 6 V 00 i,9 A 6 0. Verdadeiro V 0, A 04. Verdadeiro. 08. Falso. 6. Verdadeiro. eq Ω V 0 i,8 A 75) V ( + x ) (ramo de cima) ( + ) i 0,75 A eq eq 60 Ω V 0 60 i Ω No voltímetro V V total + V associado em paralelo V voltímetro V voltímetro 80 V. x. 5. x. 5 x Ω (amo de baixo) V ( + ).i (5 + 5) i 0, A Física C 5

16 GABAITO 76) F 79) Os resistores e 4 estão associados em série. 77) A ponte está em equilíbrio. Perceba: B A D.. Logo, o resistor da ponte está em curto. Assim: C 6 6 V AB 6 0 i 0, A AC 6 5 i 0,4 A 80) eq N 78) eq K (aberta) V ε ε i 0 cm 60 Ω 40 cm 4 50 Ω. CB 500 Ω. 00 Ω , K Ω. 6 eq + 5 K (fechada) V 6 5ε ε i i 5i Física C

17 GABAITO 8) a) V 6 6 i A b) V XY 9. 9 V Logo, no resistor,5 Ω temos uma tensão restante de V. c) P XY V XY P XY 9. 9 w 8) eq. Ω Assim, P total V total W Física C 7

18 GABAITO 8) 85) D No amperímetro, o ramo possui resistência e corrente A. Nos demais ramos, a resistência é e a corrente é A. Logo, no amperímetro A A + A + A + A + A 6A 50 π 500 mm CB 50 mm CB 5π (no equilíbrio) 50 π 500 mm AC 5 π AC 5 π 86) 84) x. 5 0 (0 + 5) x Ω BC. EG BE. CG.. CE d.d.p. 0 87) 0. Verdadeira. V 6 i A 0. (...). V 6 i A 04. Falsa. eq π 08. Verdadeira. eq 4π V 6 4 i 9A 6. Verdadeira. eq 6 π P V 6 6 W 6. Falsa. 64. Verdadeira. a) A d.d.p. nos extremos da lâmpada do meio é nula. Portanto ela não é atravessada por corrente, não funciona e pode ser retirada do circuito 8 Física C

19 GABAITO V 0 0.i i A eq N 0 eq 0 Ω Logo, a corrente em cada resistor é 0,5 A. b) V 0 0 i A Logo a lâmpada com segundo maior brilho tem corrente de 0,67 A. V 0 6 i,67a Física C 9