Exercícios 6 1. real 2. Resp: 3. o sentido convencional Resp: 4. Resp: 5. (a) (b) (c) Resp: (b) (c) Resp:

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1 Exercícios 6 1. A corrente elétrica real através de um fio metálico é constituída pelo movimento de: a) Cargas positivas do maior para o menor potencial. b) Cargas positivas. c) Elétrons livres no sentido do menor para o maior potencial. d) Elétrons livres no sentido do maior para o menor potencial. e) Íons positivos somente. 2. Através da seção transversal de um condutor passam 300 elétrons por segundo. Sabendo que a carga elementar vale 1,6 X C, calcule a intensidade de corrente correspondente a este movimento de cargas. Resp: 4,8 X A 3. Qual a intensidade e o sentido convencional da corrente elétrica que percorre um condutor, sabendose que, em 12 segundos, passam da esquerda para a direita 15 X elétrons livres por uma seção do mesmo? Sabe-se que a carga elementar vale 1,6 X C. Resp: 2 na 4. O gráfico ao lado representa a intensidade da corrente em um condutor em função do tempo. Calcule a quantidade de carga elétrica que passa por uma seção reta do condutor nos primeiros 2 minutos. Resp: 3,6 C 5. O gráfico da figura ao lado representa a ddp (V) em função da corrente (I) que percorre um determinado resistor. Responda: (a) O resistor é ôhmico? (b) Qual o valor da resistência elétrica do resistor? (c) Qual o valor da intensidade de corrente que atravessa esse resistor quando submetido a uma ddp de 12 V? Resp: (b) 500 ; (c) 24 ma 6. A tabela a seguir fornece a corrente i (em Ampères) que atravessa dois dispositivos para diversos valores de diferença de potencial V (em Volts). A partir destes dados determine qual dos dispositivos não é ôhmico. Dispositivo 1 Dispositivo 2 V i V I 2,00 4,50 2,00 1,50 3,00 6,75 3,00 2,20 4,00 9,00 4,00 2,80 7. Considere um resistor ôhmico de 1k submetido a uma ddp de 10 V e determine: a) A corrente que o percorre. b) A ddp nos terminais do resistor se a corrente que o percorre for 0,6A. Resp: a) 10 ma; b) 600 V 1

2 8. Um fio de níquel-cromo tem seção transversal circular cujo diâmetro é 1mm. Sabendo que, quando ele é submetido a uma tensão de 120 V, a corrente que o percorre é 3 A, calcule o comprimento do fio. Dado ρ NC = 100 cm. Resp: 31,4 m 9. Determine a resistência de um fio de ferro de 314 m de comprimento e seção transversal circular cujo diâmetro é 1 mm, dado que ρ Fe = 10 cm. Resp: Um fio condutor de cobre de 2 km de comprimento e 3,4 mm 2 de seção transversal é atravessado por uma carga de 30 C em 2 s. Sabendo que ρ Cu = 1,77 cm, determine: a) A resistência do condutor. b) A queda de tensão no fio. c) A condutância de 100 m deste fio. d) A condutividade do cobre (em S/m). Resp: a) 10,41 ; b) 156,2 V; c) 1,92 S; d) 5,65 X 10 7 S/m 11. Considere três condutores cilíndricos de cobre cujos comprimentos e áreas de seção transversal são listados na tabela a seguir. Ordene-os de acordo com a corrente que os atravessa, da maior para a menor, quando a mesma diferença de potencial V é aplicada entre suas extremidades. Condutor Área Comprimento 1 A L 2 A/2 1,5 L 3 A/2 L/2 12. Uma bateria ideal aplica uma diferença de potencial de 12 V na combinação em paralelo dos resistores de 4,0 e 6,0. Determine: (a) A resistência equivalente; (b) A corrente total; (c) A corrente em cada resistor. Resp: (a) 2,4 ; (b) 5,0 A; (c) 3,0 A e 2,0 A 13. Um resistor de 4,0 e um resistor de 6,0 estão conectados em série a uma bateria de fem igual a 12,0 V e resistência interna desprezível. Determine: (a) A resistência equivalente; (b) A corrente no circuito; (c) A queda de potencial em cada resistor. Resp: (a) 10,0 ; (b) 1,2 A; (c) 4,8 V e 7,2 V 14. Determine a resistência equivalente da combinação de resistores na figura a seguir: 24 a b Resp: 6,0 5,0 4, Nove fios de cobre de comprimento l e diâmetro d estão ligados em paralelo para formar um único condutor composto de resistência R. Qual deve ser o diâmetro D de um único fio de cobre de comprimento l para que ele possua a mesma resistência? Resp: D = 3d 16. A figura representa um reostato de pontos que consiste em uma associação de resistores em que ligações podem ser feitas nos pontos indicados pelos números 1 a 6. Na situação indicada, o resistor de 2 é percorrido por uma corrente elétrica de 5 A quando nele se aplica uma diferença de potencial 2

3 V entre os terminais A e B. Mantendo-se a diferença de potencial V, a máxima resistência elétrica do reostato e a intensidade de corrente no resistor de 2 quando a chave Ch é ligada ao ponto 6 são, respectivamente, iguais a: a) 10 ; 3 A b) 6 ; 5 A c) 30 ; 5 A d) 30 ; 1 A e) 6 ; 1 A 17. A figura representa um reostato de pontos. Na situação esquematizada, o resistor de 1 Ω é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade de 2A. Determine: a) a ddp entre os terminais A e B. b) a intensidade da corrente elétrica no resistor de 2 Ω, quando a chave Ch é ligada nos pontos 4, 5 e 6. c) a máxima resistência elétrica do reostato. Resp: a) 6V; b) 1A, 0,6A, 0,4A; c) Um resistor de resistência R = 20 é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 3,0 A. Determine: a) A potência elétrica consumida pelo resistor. b) A energia elétrica consumida no intervalo de tempo de 20 s. Resp: a) 1, W; b) 3, J 19. Em 0,5 kg de água contida em um recipiente mergulha-se durante 7 min, um resistor de resistência elétrica 2. Se o resistor é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 5 A, calcule a elevação da temperatura da água, supondo que não haja mudança de estado. Dados: calor específico da água 1 cal/g. 0 C e 1 cal = 4,2 J Resp: T = 10 0 C 20. Em um chuveiro elétrico lê-se a inscrição 2200 W 220 V. a) Qual a resistência elétrica do chuveiro quando em funcionamento? b) Quando ligado corretamente, qual a intensidade de corrente elétrica que o atravessa? Resp: a) 22 ; b) 10 A 21. Dobra-se a ddp aplicada a um resistor. O que acontece com a potência por ele dissipada? Resp: Torna-se 4 vezes maior. 3

4 22. Um resistor dissipa 60 W de potência quando ligado sob ddp de 220 V. Supondo invariável a resistência elétrica do resistor, determine a potência elétrica que ele dissipa quando ligado sob ddp de 110 V. Resp: 15 W 23. (Unicamp SP) A invenção da lâmpada incandescente no final do Séc. XIX representou uma evolução significativa na qualidade de vida das pessoas. As lâmpadas incandescentes atuais consistem de um filamento muito fino de tungstênio dentro de um bulbo de vidro preenchido por um gás nobre. O filamento é aquecido pela passagem de corrente elétrica, e o gráfico a seguir apresenta a resistividade do filamento como função de sua temperatura. A relação entre a resistência e a resistividade é dada por R = ρ L/A, onde R é a resistência do filamento, L seu comprimento, A a área de sua seção reta e ρ sua resistividade. a) Caso o filamento seja aquecido desde a temperatura ambiente até 2000 o C, sua resistência aumentará ou diminuirá? Qual a razão, R 2000 /R 20, entre as resistências do filamento a 2000 o C e a 20 o C? Despreze efeitos de dilatação térmica. b) Qual a resistência que uma lâmpada acesa (potência efetiva de 60 W) apresenta quando alimentada por uma tensão efetiva de 120V? c) Qual a temperatura do filamento no item anterior, se o mesmo apresenta um comprimento de 50 cm e um diâmetro de 0,05 mm? Use a aproximação π = 3. Resp: a) 13; b) 240 ; c) C 24. Considere a ponte de Wheatstone, esquematizada abaixo, em equilíbrio. Qual é o valor da resistência elétrica R? Resp: 30 4

5 25. Determine a resistência elétrica equivalente entre os terminais A e B da associação de resistores abaixo. Resp: R 26. (Mackenzie-SP) No circuito a seguir, a ddp entre os terminais A e B é de 60V e o galvanômetro G acusa uma intensidade de corrente elétrica zero. Se a ddp entre os terminais A e B for duplicada e o galvanômetro continuar acusando zero, poderemos afirmar que: a) a resistência R permanecerá constante e igual a 25 Ω. b) a resistência R permanecerá constante e igual a 15 Ω. c) a resistência R permanecerá constante e igual a 10 Ω. d) a resistência R, que era de 25 Ω, será alterada para 50 Ω. e) a resistência R, que era de 50 Ω, será alterada para 12,5 Ω. 27. (UFLA-MG) A ponte de Wheatstone mostrada abaixo estará em equilíbrio quando o galvanômetro G indicar zero volt. Para que isso ocorra, R1 deve ter valor igual a: a) R/3 b) R c) 2R d) R 2 /2 e) R 2 5