SOLUÇÃO PRATIQUE EM CASA
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- Walter Carvalhal Vilanova
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1 SOLÇÃO ATIQ M CASA SOLÇÃO C. [D] A lâmpada estará acesa se os contatos fornecerem uma ddp em seus terminais. Assim a combinação dos contatos que fornecem tal ddp é e 3 ou e 4. SOLÇÃO C. [C] elas especificações técnicas, a lâmpada L, ao ser alimentada por uma tensão de 30 V, deverá consumir 60 W. ara a mesma tensão, L deverá consumir 30 W. A potência pode ser expressa conforme as equações () e (), a seguir: VI () V ou, tendo em conta que I : V V VI V () Conclui-se que, segundo as especificações: 60 W I A V 30 V (3) 30 W I A V 30 V sendo I e I as correntes que devem alimentar as lâmpadas L e L, respectivamente. Da equação (), conclui-se que: V 30 5 Ω 60 (4) V Ω 30 sendo e as resistências das lâmpadas L e L, respectivamente. Com base nos valores das correntes especificadas para cada lâmpada e nos valores calculados das resistências, cada alternativa será analisada. [A] Incorreta. O circuito pode ser redesenhada da seguinte forma equivalente: FNÔMNOS LÉTICOS MAGNÉTICOS II
2 60 ( ) I 60 I I I 0,8 A 75 Como se pode observar, as correntes I e I não possuem os valores especificados, conforme a equação (3). Incorreta. Aplicando-se a lei das malhas para a malha α, tem-se: I 30 I 0 I,3 A 45 Como a corrente I, que passa por L, também passa por L, conclui-se que: I I,3 A sses valores das correntes I e I não correspondem aos valores especificados na equação (3). [C] Correta. O circuito pode ser simplificado para: uma vez que: eq 5 Ω eq Aplicando-se a lei das malhas em α no circuito simplificado, tem-se que: 60 5 I eq I I A FNÔMNOS LÉTICOS MAGNÉTICOS II
3 Aplicando-se a lei das malhas em β no circuito original, tem-se que: 30 I 30 I 0 I I (5) Aplicando-se lei dos nós no nó A do circuito original, tem-se que: I I I (6) Das equações (5) e (6), conclui-se que: I I A m suma: I A e I A, que são valores especificados na equação (3). Logo, a alternativa [C] é a resposta correta. [D] Incorreta. Aplicando-se a lei das malhas em α, tem-se que: I 0 I A 30 Da malha β, tem-se que: 30 I 5 I 30 I 0 30 I 30 I,3 A Vê-se que nenhum dos valores obtidos para as correntes correspondem ao especificado nas equações (3). [] Incorreta. O circuito por ser simplificado da seguinte forma: FNÔMNOS LÉTICOS MAGNÉTICOS II 3
4 Sendo que: 3 eq 0 Ω eq Aplicando-se a lei das malhas em α, tem-se que: 60 I 30 I 0 eq I,5 A eq Da malha β do circuito original, tem-se que: I 5 I 30 I 0 I (7) Aplicando-se a lei dos nós em B (circuito original), tem-se que: I I I (8) Combinando-se (7) e (8) chega-se ao seguinte resultado: I 3 I I I I I I I,5 A 3 3 Conclui-se assim que os valores obtidos para I e I não correspondem aos valores especificados. SOLÇÃO C3. Observe que ao se ligar a geladeira uma corrente elétrica deve passar pelos seus terminais. Isso faz com que ocorra aumento na corrente total que passa pelo ponto A. por outro lado, o forno elétrico não sofre mudança na corrente elétrica que recebe, haja vista que a ddp em seus terminais permanece inalterada. Assim a corrente que passa pelo ponto B não sofre qualquer alteração. SOLÇÃO C4. [A] Trata-se de um circuito em paralelo, no qual todas as lâmpadas estão ligadas na mesma voltagem e cada uma tem o funcionamento independente, isto é, pode-se ligar ou desligar uma por vez. SOLÇÃO C5. [] Na montagem I, podemos verificar que temos pilhas em série do lado esquerdo e duas em série do lado direito. odemos redesenhar o circuito como se segue: 4 FNÔMNOS LÉTICOS MAGNÉTICOS II
5 5 FNÔMNOS LÉTICOS MAGNÉTICOS II A força eletromotriz equivalente é apenas. Assim, a potência dissipada é: 4. Na montagem II, podemos verificar que temos 4 pilhas em série. A força eletromotriz equivalente é 4. Logo, a potência dissipada em é: 6. 4 A razão entre as potências, como se pede, é: SOLÇÃO C6. Inicialmente, modifiquemos o circuito para melhor visualização.
6 Como as lâmpadas são idênticas, todas têm mesma resistência. O esquema acima mostra a resistência equivalente entre as lâmpadas em série, entre os pontos C e D e entre os pontos B e D. A resistência equivalente entre os pontos C e D é CD, e entre os pontos B e D é. Analisemos a próxima simplificação: A corrente total (I), ao chegar no ponto B, dividi-se, indo metade para cada para cada um dos ramos BD e B D ( i I ), pois nos dois ramos a resistência é. Assim, as TÊS lâmpadas percorridas por correntes iguais são L, L 3 e L 4. SOLÇÃO C7. ara descobrir qual das lâmpadas terá o maior brilho basta calcular a corrente elétrica em casa caso. Ao se ligar a lâmpada com os fios observa-se que ela fica em série com a fiação em ambas as situações. Assim: I = L fio Calculando a resistência de cada fio, temos: AC.L A. L BD A AC Como as resistências e são iguais, as intensidades das correntes em cada experimento também serão as mesmas. SOLÇÃO C8. O Voltímetro deve estar ligado em paralelo com e o amperímetro em série com ele. SOLÇÃO C9. [C] A potência dissipada pelo chuveiro elétrico submetido a uma ddp e cuja resistência vale é dada pela expressão: 6 FNÔMNOS LÉTICOS MAGNÉTICOS II
7 ara que a potência seja a mesma, pode-se afirmar que a mudança na tensão de =0V para =0V vai gerar uma alteração na resistência de para, cuja relação será apresentada a seguir., LOGO: Sendo =., encontramos = /4. SOLÇÃO C0. [A] Seja a resistência de cada lâmpada e a ddp fornecida pela associação das duas pilhas. Calculemos a corrente em cada lâmpada nos dois casos, usando a ª lei de Ohm: CHAV ABTA: A resistência equivalente é: ab. A corrente gerada é: I ab. ab As correntes nas lâmpadas são: i i Iab 0,5 ; i3 0. CHAV FCHADA: A resistência equivalente é: 3 fec. A corrente gerada é: I fec I fec 0,67. fec 3 3 As correntes nas lâmpadas são: Ifec i Ifec 0,67 ; i i3 0,33. Conclusão: i e i 3 aumentam e i diminui. SOLÇÃO C. Com a chave C aberta, a corrente indicada no amperímetro será: i A L Ainda com a chave aberta, a marcação do voltímetro será L. ia FNÔMNOS LÉTICOS MAGNÉTICOS II 7
8 Fechando-se a chave, observe que as duas lâmpadas passam a ficar em paralelo, assim, sua resistência equivalente da associação será. Com isso, a nova marcação do amperímetro será: L i ' A. L. Observe que esta corrente se divide igualmente para cada lâmpada, ficando de ambas. Além disso, a marcação do voltímetro será: ' = L. ia = Logo, conclui-se que a marcação no amperímetro aumenta e no voltímetro não muda. i A L nos terminais SOLÇÃO C. [] ara ficarem sob mesma ddp, os três dispositivos deve ser associados em paralelo. orém, a chave deve ligar e desligar apenas a lâmpada, devendo estar em série apenas com esta. SOLÇÃO C3. O circuito em que as lâmpadas possuem o maior brilho é aquele no qual a corrente elétrica liberada pelas baterias é mais intensa. O aumento da corrente elétrica depende do aumento da tensão e da redução da resistência. A tensão será máxima quando as pilhas estiverem em série, onde MAX =.ԑ. A resistência equivalente é menor, estando os resistores em paralelo, onde Q = /. SOLÇÃO C4. [D] AC = BD = r. i = 0,. (V) =,V No motor, temos: CD = AC BD CD = (,4,,) V 8 FNÔMNOS LÉTICOS MAGNÉTICOS II
9 CD = 0,0V Nas lâmpadas, portanto, no trecho F: 0V ef I 6,0A eq 0 Cálculo das potências elétricas: º) no motor: i = i i = A 6A = 6A M = i. CD = 6. 0 (W) M = 70,0W º) nas cinco lâmpadas: L =.i 9,8.6 5 L L L L = 7,8W SOLÇÃO C5. [A] Cálculo da esistência equivalente do circuito: Temos um circuito em paralelo com duas resistências de Ω. Ω A potência elétrica do chuveiro é dada por: Mas a potência também é a razão da energia pelo tempo: t A energia é dada pelo calor sensível: mc ΔT Juntando as equações: m c ΔT t Isolando a diferença de temperatura e substituindo os valores fornecidos no SI, temos: t 0 60 ΔT ΔT ΔT 5C m c 3,3 4 0 FNÔMNOS LÉTICOS MAGNÉTICOS II 9
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