Carga elétrica e Corrente elétrica

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1 Carga elétrica e Corrente elétrica 1. (Unicamp 2013) 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) 62,5 km. c) 90,0 km. d) 160,0 km. 2. (G1 - cftmg 2012) A corrente elétrica nos materiais sólidos, líquidos e gasosos depende da existência de grande quantidade de portadores de carga elétrica livres. Dos materiais apresentados a seguir, aquele que atende a essa condição é a) a água pura, no estado líquido. b) o ar atmosférico, em um dia bem seco. c) o diamante puro, em estado sólido natural. d) o alumínio sólido, à temperatura ambiente. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Atualmente há um número cada vez maior de equipamentos elétricos portáteis e isto tem levado a grandes esforços no desenvolvimento de baterias com maior capacidade de carga, menor volume, menor peso, maior quantidade de ciclos e menor tempo de recarga, entre outras qualidades. 3. (Unicamp 2012) Outro exemplo de desenvolvimento, com vistas a recargas rápidas, é o protótipo de uma bateria de íon-lítio, com estrutura tridimensional. Considere que uma bateria, inicialmente descarregada, é carregada com uma corrente média i m 3,2 A até atingir sua carga máxima de Q = 0,8 Ah. O tempo gasto para carregar a bateria é de a) 240 minutos. b) 90 minutos. c) 15 minutos. d) 4 minutos. 4. (G1 - utfpr 2011) A passagem da corrente elétrica pode produzir calor. Instalações elétricas mal feitas, uso de materiais de baixa qualidade ou desgaste de materiais antigos podem provocar curto-circuito. Para evitar-se riscos de incêndios, as instalações elétricas devem conter um dispositivo de segurança denominado: a) fusíl. b) resistor. c) estabilizador de tensão. d) disjuntor. e) relógio de luz. Página 1 de 7

2 5. (Ufpa 2011) O acelerador de partículas LHC, o Grande Colisor de Hadrons (Large Hadron Collider), recebeu da imprensa vários adjetivos superlativos: a maior máquina do mundo, o maior experimento já feito, o big-bang recriado em laboratório, para citar alguns. Quando o LHC estiver funcionando a plena capacidade, um feixe de prótons, percorrendo o perímetro do anel circular do acelerador, irá conter prótons, efetuando 10 4 voltas por segundo, no anel. Considerando que os prótons preenchem o anel uniformemente, identifique a alternativa que indica corretamente a corrente elétrica que circula pelo anel. 19 Dado: carga elétrica do próton 1,6 10 C a) 0,16 A 15 b) 1,6 10 A 29 c) 1,6 10 A 9 d) 1,6 10 A 23 e) 1,6 10 A 6. (Fuvest 2010) Medidas elétricas indicam que a superfície terrestre tem carga elétrica total negativa de, aproximadamente, coulombs. Em tempestades, raios de cargas positivas, embora raros, podem atingir a superfície terrestre. A corrente elétrica desses raios pode atingir valores de até A. Que fração da carga elétrica total da Terra poderia ser compensada por um raio de A e com duração de 0,5 s? a) 1 2 b) 1 3 c) 1 4 d) e) (Ufpe 2010) O gráfico mostra a variação da corrente elétrica I, em ampère, num fio em função do tempo t, em segundos. Qual a carga elétrica, em coulomb, que passa por uma seção transversal do condutor nos primeiros 4,0 segundos? Página 2 de 7

3 8. (Upe 2010) Uma corrente de 0,3 A que atravessa o peito pode produzir fibrilação (contrações excessivamente rápidas das fibrilas musculares) no coração de um ser humano, perturbando o ritmo dos batimentos cardíacos com efeitos possivelmente fatais. Considerando que a corrente dure 2,0 min, o número de elétrons que atravessam o peito do ser humano vale: Dado: carga do elétron = 1,6 x10-19 C. a) 5, b) 1, c) 4, d) 2, e) 2, (Ufop 2010) Em uma tarde de tempestade, numa região desprovida de para-raios, a antena de uma casa recebe uma carga que faz fluir uma corrente de 1,2 x 10 4 A, em um intervalo de tempo de 25 x 10-6 s. Qual a carga total transferida para a antena? a) 0,15 C b) 0,2 C c) 0,48 C d) 0,3 C 10. (Ufscar 2008) O capacitor é um elemento de circuito muito utilizado em aparelhos eletrônicos de regimes alternados ou contínuos. Quando seus dois terminais são ligados a uma fonte, ele é capaz de armazenar cargas elétricas. Ligando-o a um elemento passivo como um resistor, por exemplo, ele se descarrega. O gráfico representa uma aproximação linear da descarga de um capacitor. Sabendo que a carga elétrica fundamental tem valor 1, C, o número de portadores de carga que fluíram durante essa descarga está mais próximo de a) b) c) d) e) (Uece 2008) Uma corrente elétrica de 3,0 A percorre um fio de cobre. Sabendo-se que a carga de um elétron é igual a 1, C, o número de elétrons que atravessa, por minuto, a seção reta deste fio é, aproximadamente: a) 1, b) 3, c) 2, d) 1, Página 3 de 7

4 12. (Unifesp 2005) Um condutor é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i = 800 ma. Conhecida a carga elétrica elementar, e = 1, C, o número de elétrons que atravessa uma seção normal desse condutor, por segundo, é a) 8, b) 5, c) 5, d) 1, e) 1, (Pucmg 2003) Em um relâmpago, a carga elétrica envolvida na descarga atmosférica é da ordem de 10 Coulombs. Se o relâmpago dura cerca de 10-3 segundos, a corrente elétrica média vale, em Amperes: a) 10 b) 100 c) 1000 d) (Ufsm 1999) Uma lâmpada permanece acesa durante 5 minutos por efeito de uma corrente de 2A, fornecida por uma bateria. Nesse intervalo de tempo, a carga total (em C) liberada pela bateria é a) 0,4. b) 2,5. c) 10. d) 150. e) (Unesp 1990) Mediante estímulo, íons de K + atravessam a membrana de uma célula nervosa em 1,0 mili-segundo. Calcule a intensidade dessa corrente elétrica, sabendo-se que a carga elementar é 1, C. Página 4 de 7

5 Gabarito: Resposta da questão 1: 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 2: Das substâncias apresentadas, a única condutora é o alumínio sólido, à temperatura ambiente. Resposta da questão 3: Da definição de corrente elétrica: Q Q 0,8 Ah i m t 0,25 h 0,25 60 min t i 3,2 A t 15 min. Resposta da questão 4: m Os disjuntores são dispositivos modernos que desligam quando a corrente atinge valores além dos pré-dimensionados, como no caso dos curtos-circuitos. Resposta da questão 5: [A] A corrente elétrica é dada pela razão entre a carga que passa por unidade de tempo. A cada segundo passam prótons, 10 4 vezes. Assim, a intensidade da corrente elétrica é: Q , 6 10 i i 0,16 A. t 1 Resposta da questão 6: A carga transferida no raio é: Q = i t = (0,5) = C. Q A fração pedida é:. Q Terra Página 5 de 7

6 Resposta da questão 7: 10C. A carga é dada pela área do trapézio, sob a curva no intervalo de tempo entre 0 e 4,0 s, como mostrado na figura. Portanto: 4 1 Q 4 Q 10 C. 2 Resposta da questão 8: [E] Q Q I 0,3 Q 36C t elétron ,6 x C N C 36 N 2, , Resposta da questão 9: 4 6 Q i t 1, Q 0,3 C. Página 6 de 7

7 Resposta da questão 10: [A] A área sombreada na figura é numericamente igual à carga que fluiu no condutor. 7, Q 1,44 10 C Por outro lado: Q Ne, onde N é o número de portadores elementares e e a carga elementar (1,6 x10-19 C) Q 1, e 1, Q Ne N portadores 19 Resposta da questão 11: [A] Resposta da questão 12: Resposta da questão 13: Resposta da questão 14: [E] Resposta da questão 15: i = q/ t = ( , ) / 10 3 i = 3, A Página 7 de 7