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Tópicos de eletrodinâmica: geradores, receptores e circuitos elétricos músculo cardíaco; outro exemplo é o peixe- elétrico que gera eletricidade suficiente, não só para o funcionamento de seus órgãos mas, também, como arma de ataque ou defesa. Quando usamos a palavra gerador, não po- demos pensar que ele gera cargas elétricas: eles criam e mantém, uma ddp entre dois pontos de um circuito elétrico. Força eletromotriz Para criar e manter uma d.d.p. em um trecho de circuito, o gerador deve fornecer energia à carga, realizando um trabalho; a grandeza física que esta- belece a relação entre a energia fornecida à carga e o valor da carga é chamada de força eletromotriz ( ), e é muito usada, abreviadamente, como f.e.m. Podemos, então, escrever: = W q e observar que a unidade de será a mesma da ddp; no SI, a unidade é o volt (V). Energias do gerador Um gerador apresenta, internamente, condu- tores, o que significa que, ao mesmo tempo em que fornece energia à carga elétrica ele, através de suas resistências, consome uma parcela dessa energia; defi- nimos, então, para um gerador, três tipos de energia: energia total –a) representa toda a energia transformada em energia elétrica; da ex- pressão da f.e.m. podemos escrever W = q e como q = i t vem: Wtotal = i t Apresentação dos geradores, sob o aspecto fí- sico e matemático; este tópico e o próximo são muito importantes para o estudo dos circuitos elétricos. Geradores Chamamos gerador a um dispositivo capaz de transformar qualquer forma de energia em energia elétrica; em função da energia transformada podemos considerar vários tipos de geradores: mecânicos – • são os que transformam a energia mecânica em energia elétrica; como exemplo podemos citar os dínamos, que transformam energia cinética em elétrica; em hidroelétricas, em termoelétricas e em termo- nucleares temos, sempre, a transformação da energia cinética em energia elétrica; químicos – • transformam energia química em energia elétrica; exemplos: as baterias e acumuladores; ópticos – • transformam a energia luminosa em elétrica, como por exemplo, as células fotoelétricas; biológicos – • transformam energia biológica em energia elétrica; um ótimo exemplo disso é o coração: ele apresenta um feixe nervoso (feixe de Hiss) que, usando os eletrólitos, produz uma corrente elétrica que aciona o 1 energia dissipada –b) é aquela gasta pelo seus elementos resistivos (r) por Efeito Joule; como visto no módulo anterior, W = R.i2.t e, portanto, podemos escrever: Wpassiva = r i 2 t energia útil –c) representa a diferença entre toda a energia que ele transforma e a energia que gasta consigo mesmo que é a energia fornecida para o circuito; portanto Wútil = Wtotal – Wpassiva ou ainda: Wútil = i t – r i 2t. Potências de um gerador Lembrando que, Pot = W t podemos ter, à seme- lhança de energia, três potências definidas: potência total – • é a potência gerada no pró- prio gerador que ocorre devido a transforma- ção de energia elétrica em não elétrica. Ela é dada por: Pottotal = . i potência dissipada – • é a potência dissipada no interior do gerador na forma de calor de- vido a sua resistência interna. Potdissipada = r . i 2 potência útil • – é a potência fornecida pelo gerador para alimentar o circuito externo e é definida por: Potútil = i - ri 2 D.D.P. nos terminais de um gerador Um gerador é simbolizado pela figura abaixo, na qual o traço vertical menor representa o menor potencial (não necessariamente negativo) e o traço maior representa o maior potencial. A corrente entra no traço menor e sai no maior (do menor potencial para o maior). A diferença de potencial VA – VB entre seus ter- minais é dada por VA – VB = – r i, isto é, é a diferença entre o potencial gerado pelo gerador e a queda ôh- mica de tensão gerada pela resistência interna: O gráfico VA B x i será uma reta oblíqua que não passa pela origem e tem coeficiente angular ne- gativo. Esta é a curva característica do gerador. A tangente do ângulo representa a resistência interna. Podemos também fazer um gráfico do potencial (V) em função da posição ( x ). Rendimento de um gerador O rendimento representa de modo geral, a ra- zão entre o que se ganha e aquilo que se aplica; o gerador aplica uma energia total dando como ganho a energia útil, isto é: = Wútil Wtotal ; como Wútil = Wtotal – W passiva , substi- tuindo na fórmula anterior vem: = Wtotal - Wpassiva Wtotal ou separando em duas frações = Wtotal Wtotal – Wpassiva Wtotal e simplificando = 1 – Wpassiva Wtotal ; substituindo as energias vem = 1 – r i2 t i t e simplificando; = 1 – r i essa expressão nos leva a concluir que é impossível ter um gerador com rendimento 1 ou 100%, pois, nesse caso, ou a resistência interna seria nula ou sua f.e.m. seria infinita. Da equação anterior, temos, evidentemente, que: = VAB 2 Na situação de Potútilmax temos iPotmax= 2r , e substituindo na equação de rendimento vem: = 1 – r . 2r ; simplificando: = 1 – 12 donde Potmax = 0,5 ou 50%. Gráfico do rendimento de um gerador Observando-se a expressão = 1– ri , podemos notar que o gráfico x i, sendo uma expressão de 1.º grau, será uma reta que não passa pela origem e de coeficiente angular negativo. Em alguns exercícios usamos um gerador teó- rico que apresenta o rendimento igual a 1 (gerador ideal). Associação de geradores Para os dois modos clássicos de associação: em série – a) para n geradores. Vamos substituir todos os geradores por um único, tal que, tenhamos a mesma d.d.p. VA – VB e a mesma corrente i: eq = 1 + 2 + ... + n req = r1 + r2 + ... + rn em paralelo –b) só faremos aqui a associação de n geradores iguais. Vamos substituir todos os geradores por um único, tal que tenhamos a mesma ddp VA – VB e a mesma corrente i: eq = req = r n Receptor Receptor é um dispositivo capaz de transformar a energia elétrica em outra forma de energia qual- quer, além de calor. O dispositivo que transforma energia elétrica em calor é o resistor, como já vimos em Efeito Joule. Força contraeletromotriz Chamamos força contraeletromotriz ( ’) à gran- deza física que estabelece a relação entre a energia elétrica transformada em outra forma de energia, exceto calor e o valor da carga elétrica. É muito usada, abreviadamente, como f.c.e.m. Podemos, então, escrever ’ = W q e observar que a unidade de ’ será a mesma da d.d.p. No SI , a unidade é o volt (V). Energias do receptor Um receptor apresenta, internamente, conduto- res, o que significa que, ao mesmo tempo em que ele recebe energia para transformá-la em outra forma de energia, através de suas resistências, transforma par- te da energia elétrica recebida em calor. Definimos, então, para um receptor, três tipos de energia: energia útila) – representa a energia que está sendo transformada excetuando o calor, o que 3 caracteriza a própria f.c.e.m. Da expressão da f.c.e.m., podemos escrever W = ’ q e como q = i t vem Wútil = ’ i t energia dissipada –b) é aquela gasta pelo seus elementos resistivos ( r’ ) por Efeito Joule. Como visto no módulo anterior, W = R i 2 t e, portanto, podemos escrever Wdissipada = r’ i 2 t energia total –c) representa toda a energia elétrica transformada incluindo o calor; por- tanto: Wtotal = Wútil + Wdissipada ou substituindo W útil e a W dissipada teremos W = ’ i t + r’ i2 t Como podemos notar, comparando com os geradores, as equações são parecidas, mas convém observar que o que seria total para o gerador, é útil para o receptor e na equação de energia total (que se assemelha à da energia útil do gerador) a operação muda de subtração para soma. Potências de um receptor Lembrando que, Pot = W t podemos ter, à seme- lhança de energia, três potências definidas: potência útil –a) representa a relação entre a energia útil e o intervalo de tempo. Da expres- são Wútil = ’ i t, podemos escrever Potútil = ’ i potência dissipadab) – da expressão Wpassiva= r’ i 2 t, podemos escrever Potdissipada = r’ i 2 potência total –c) representa a relação entre energia total e o intervalo de tempo. Analo- gamente, de Wtotal = ’ i t + r’ i 2 t, teremos Potútil = ’ i + r’ i 2 D.D.P. nos terminais de um receptor Um receptor é simbolizado pela figura a seguir, na qual o traço vertical menor representa o menor potencial (não necessariamente negativo) e o traço maior representa o maior potencial (não necessaria- mente positivo). A corrente entra no traço maior e sai no menor. Um gerador pode atuar como receptor depen- dendo do sentido da corrente. Quando a corrente entra pelo polo de maior potencial o dispositivo funciona como receptor, e quando ele entra pelo de menor potencial funciona como gerador. A diferença de potencial VA – VB entre seus ter- minais é dada por VA – VB = ’ + r’ i , isto é, a d.d.p. é a soma da queda ôhmica de tensão gerada pela resistência interna com a f.c.e.m. O gráfico VA B x i será uma reta oblíqua que não passa pela origem e tem coeficiente angular positivo. A tangente do ângulo representa a resistência interna. Podemos também fazer um gráfico do potencial (V) em função da posição (x). Rendimento de um receptor Como vimos, no módulo anterior, o rendimento representa a razão entre o que se ganha e aquilo que se aplica. O receptor aplica uma energia total dando, como ganho, a energia útil, isto é: 4 = Wútil Wtotal ; como Wútil = ’ i t e Wtotal = i t + r i 2 t, substituindo-se na fórmula anterior vem: = ’ i t ’ i t + r’i2 t ou, para simplificar, dividindo o numerador e o denominador por i t teremos: = ’ ’+ r’i como VAB = ’ + r’ i = ’ VAB Gráfico do rendimento de um receptor Observando-se a expressão = ’ ’+ r’i pode- mos plotar o gráfico x i Teorema da d.d.p. Vamos considerar um trecho de um circuito em que existe um gerador, um receptor e uma resistência. ’ r’R’ Admitidindo que, nesse trecho de circuito, a corrente flui de B para A, estamos considerando que o potencial do ponto A é menor do que o potencial de B. Ao passar pelo primeiro elemento, vemos que, como a corrente está entrando pelo traço menor e saindo pelo maior, ele é um gerador, isto é, um ele- mento que aumenta o potencial. Como foi visto no gráfico de potencial em função de posição, ao passar pelo resistor (segundo elemento) ocorre uma queda ôhmica do potencial. No terceiro elemento, num receptor, também já visto no módulo de receptores, ocorrem duas quedas de potencial, uma devido à f.c.e.m e outra devido à resistência interna; então, se pensamos em partir do ponto A e caminhar até o ponto B poderemos escrever: VA + – r i – R i – ’ – r’ i = VB, ou seja, partindo do ponto A, sofreremos um aumento de potencial devido à f.e.m do gerador, então sofreremos uma queda de potencial devido à resistência interna, mais uma queda de potencial devido à resistência interna, sofreremos outra queda de potencial devido à resistência R, mais uma devido à f.e.m. e, chegando finalmente ao ponto B. Juntando-se os termos semelhantes dessa equação para que esses elementos fiquem agrupa- dos teremos: – ’ – r i – R i – r’ i = V B – V A, ou então ( – ’) – ( r i + R i + r’ i ) = V B – V A VB – VA = – R i Ou seja, a d.d.p. entre dois pontos de um circuito vale a diferença entre a soma algébrica das forças eletromotrizes e contraeletromotrizes e a soma dos produtos R i. Circuitos simples – Lei de Pouillet Consideramos um circuito simples aquele que apresenta um único gerador, como o circuito a seguir: Considerando o teorema da d.d.p. para o trecho AB podemos escrever: VB – VA = – r i e para o trecho CD: VC – VD = R i Como entre os pontos B e C não existem gera- dores (ou receptores) e resistores, o potencial perma- nece constante, isto é, VB é igual a VC e pelo mesmo motivo concluímos que VD é igual a VA; igualando estas duas expressões teremos: – r i = R i e passando r i para o segundo membro = R i + r i que pode ser escrita como: = R i Expressão conhecida como a Lei de Pouillet. Podemos perceber que a Lei de Pouillet é a ge- neralização da Lei de Ohm para um circuito. 5 Circuitos em Potútilmax Considerando, novamente, o circuito anterior, vamos admitir que o gerador está em situação de Potútilmax Como foi visto no módulo de geradores, a cor- rente que circula no gerador, quando ele está nesta situação vale: iPotmax= 2r Aplicando-se a Lei de Pouillet ao circuito vem: = R i + r i e substituindo o valor de i teremos: = (R + r) . 2r; eliminando-se o vem: 2r = R + r r = R Concluímos que um circuito está em situação de Potútilmax quando a resistência interna do gerador é igual à resistência do circuito externo. Lembramos que, como foi demonstrado em rendimento em um gerador, nessa situação, o rendi- mento dele será, obrigatoriamente, 50%. Podemos, também, calcular essa potência útil máxima usando a expressão da potência útil Pot útil = i – r i 2; Substituindo i por iPotmax= 2r teremos: Potútilmax = . 2r – r 2r 2 ou Potútilmax = 2 2r – r 2 4r2 Potútilmax = 2 2 4r – 2 4r e, portanto, Potútilmax = 2 4r Juntando todas essas ideias podemos dizer que um circuito em situação de Potútilmax terá, obri- gatoriamente: R = r1) 2) gerador = 50 % i3) Potmax = 2r Pot4) útilmax = 2 4r Circuitos com vários geradores ou resistências Se tivermos, em um circuito, vários geradores em série, podemos fazer a associação deles obtendo um único gerador, como foi visto em módulo anterior. Nesse circuito, a corrente valerá i = R + r se os geradores forem todos iguais: i = n R + n r Concluímos que, a corrente que cada gerador poderia dar, se trabalhasse sozinho, seria igual a: i 1 = R + r , a associação em série de geradores em um circuito só é vantajosa quando a resistência interna deles é muito pequena em comparação com a resistência externa do circuito. Se tivermos, em um circuito, vários geradores em paralelo, sendo todos, obrigatoriamente iguais, podemos fazer a associação deles obtendo um único gerador. 6 Nesse circuito, a corrente valerá i = R + r n ou: i = n nR + r Concluímos que, a corrente que cada gerador poderia dar, se trabalhasse sozinho, seria igual a i 1 = R + r , a associação em paralelo de geradores iguais em um circuito só é vantajosa quando a re- sistência externa do circuito é muito pequena em comparação à resistência interna deles. Associação mista de geradores Consideraremos aqui as associações mistas regulares que contêm n geradores iguais, de f.e.m. e resistência interna r, em p grupos, tendo cada grupo s geradores em série, como na figura abaixo, onde fizemos p = 2 e s = 3 A f.e.m. da associação é igual à da série ass = 5 ; a resistência interna da associação é a de uma série dividida pelo número de grupos em paralelo r ass = s r p . A Lei de Pouillet nos dá: i = s R + sr p ou: i = p s p R + s r i = n p R + s r É fácil demonstrar que esta associação é equiva- lente a s grupos em série, tendo cada grupo p pilhas em paralelo, como na figura abaixo Pode-se demonstrar, também, que este circuito tem i max quando R = s r p ; realmente, para i ser máxima o denominador da fração (p R + s r) terá de ser míni- mo e a soma de parcelas variáveis tem valor mínimo quando essas parcelas são iguais. Para obtermos então a corrente máxima numa as- sociação mista de n geradores iguais devemos ter: p s = n; R = s r p Substituindo-se s, tirado da primeira expressão como s = n p na segunda vem: R = n r p2 Sendo p = n r R ; de modo semelhante podere- mos achar: s = n R r A ligação de um circuito em terra Considere a figura abaixo Admitimos que o ponto D, que está ligado em terra, tem potencial nulo; vamos calcular o potencial do ponto B. O fato de haver uma ligação em terra não in- terfere na corrente elétrica; sempre, a corrente que sai de um gerador tem que entrar nele; aplicando o teorema da ddp entre A e B vem V B – V A = – r i e como VA = VD= 0 VB = – r i. Circuitos complexos São os circuitos que apresentam vários ramos, nos quais são distribuídos quaisquer geradores, re- ceptores e resistores, como na figura a seguir: 7 5 Os pontos de junção dos ramos chamam-se nós e os contornos fechados formados pelos ramos chamam-se malhas. O cálculo das correntes desses circuitos é feito aplicando-se dois lemas ou regras de Kirchhoff: 1.ª Regra ou lema dos nós: “Em qualquer nó a soma algébrica das intensidades das cor- rentes é nula“ ou “a soma aritmética das correntes que chegam é igual à soma das correntes que partem de um nó”; em um nó, i = 0. 2.ª Regra ou lema das malhas: “Em qualquer malha, a soma algébrica das forcas eletromo- trizes e contraeletromotrizes e das quedas ôhmicas de tensão ( ou produtos R i ) é nula”; em uma malha + Ri = 0. Para cálculo das correntes em um circuito com- plexo, servem as seguintes normas: marcam-se, arbitrariamente, as correntes em • todos os ramos do circuito; parte-se de um ponto qualquer de uma malha, • usando indistintamente o sentido horário ou anti-horário; um produto Ri será considerado positivo se • o sentido do seu movimento coincidir com o sentido da corrente nesse elemento; quando encontrarmos um dispositivo do tipo • gerador/receptor, será positivo se entramos pelo polo positivo e negativo para o caso contrário; com os dois lemas estabelecem-se tantas • equações independentes quantas as in- cógnitas; achando-se um valor negativo para a corrente • isso significa que o seu sentido é contrário ao arbitrado; não há passagem de corrente em um trecho de • circuito, que contenha capacitor carregado. Vamos aplicar o lema de Kirchhoff no circuito dado como exemplo para calcular as correntes nos três ramos: Marcamos, arbitrariamente, as correntes i 1 e i 2 em B e E, que são nós, vemos que, i = i 1 + i 2; vamos percorrer a grande malha externa ABCDEFA e usar + R i = 0: 20 = 18 i + 1 i 1 ou 20 = 19 i 1 + 18 i 2 (I); idem para a malha EBCDE: 10 = 18 i + 5 i 2 + 3 i 2 ou 10 = 18 i 1 + 26 i 2 e simplifi- cando 5 = 9 i 1 + 13 i 2 ( II ); multiplicando-se a expressão ( I ) por 9 e a ( II ) por 19 e subtraindo a ( I ) da ( II ) vem 85 = – 85 i 2 i 2 = – 1 A; convém lembrar que o sinal negativo significa que o sentido da corren- te i 2 é o oposto do arbitrado, mas continuaremos usando no exemplo esse sinal: usando o valor de i 2 na ( I ) vem 20 = 19 i 1 + 18 . ( – 1 ) ou 38 = 19 i 1 i 1 = 2 A; como i = i 1 + i 2 vem i = 2 + ( – 1 ) = 1 A. As correntes são i 1 = 2 A de F para A, i 2 = 1 A de B para E e i = 1 A de C para D. (AFA) Quando a bateria de uma motocicleta está des-1. carregada, podemos afirmar, corretamente que: sua f.e.m. é nula.a) sua resistência interna é nula.b) a resistência externa é muito grande.c) sua força eletromotriz continua a mesma.d) Solução: ` A Como sabemos, uma bateria de motocicleta é um gerador químico; a sua f.e.m. é função de uma reação química, isto é, quando os reagentes tiverem sido con- sumidos totalmente, a bateria estará descarregada e a f.e.m será nula. (AFA) Um resistor R é ligado a um gerador representado2. no gráfico a seguir. 8 Se a corrente que circula em R é 3A, a potência dissipada externamente ao gerador, em watts, vale: 2a) 6b) 18c) 72d) Solução: ` C A potência que será dissipada em R será a potência útil gerada pelo gerador: o gráfico nos dá a f.e.m. = 12V e a resistência interna (tg ) r = 12 6 = 2 ; como a potência útil é Potútil = i – r i 2 teremos Potútil = 12 . 3 – 2 . 3 2 ou Potútil = 18W. (AFA) Ligando-se um resistor de 0,103. a uma bateria com f.e.m. de 1,5V, tem-se uma potência, dissipada no resistor, de 10W. A diferença de potencial, em volts, e a resistência interna da bateria, em , são, respectiva- mente: 1 e 0,05a) 1 e 0,005b) 10 e 0,05c) 10 e 0,005d) Solução: ` A Potútil = RL 2 L2 = 10 0,1 = 100 i = 10A U = Ri = 0,1 . 10 U = 1V E – ri = U 1,5 – 10r = 1 10r = 0,5 r = 0,05 . (Mackenzie) Uma bateria real está fornecendo máxima4. potência a um circuito externo. O rendimento da bateria, nessas condições, é: 50%a) 25%b) 75%c) 100%d) diferente desses.e) Solução: ` A Como foi demonstrado no item 5, Potmax = 0,5 ou 50 %. (Mackenzie - adap) A maioria dos aparelhos usados em5. medicina operam com baixa tensão. Um médico precisa colocar uma bateria em um medidor de pressão arterial e usa um gerador de tensão contínua de resistência interna 1 que tem rendimento de 80% quando por ele passa uma corrente de 5A. A f.e.m. desse gerador é: 5Va) 10Vb) 15Vc) 20Vd) 25Ve) Solução: ` E Usamos a fórmula de rendimento = 1 – r i substituindo pelos valores dados 0,80 = 1 – r x 5 ou 5 = 0,20; e portanto = 25V. (ITA) A diferença de potencial entre os terminais de uma6. bateria é 8,5V, quando há uma corrente que a percorre, internamente, do terminal negativo para o positivo, de 3,0A. Por outro lado, quando a corrente que a percorre internamente for de 2,0A, indo do terminal positivo para o negativo, a diferença de potencial entre seus terminais é de 11V. Nessas condições, a resistência interna da bateria, expressa em ohms, e a sua força eletromotriz, expressa em volts, são: 2,0 e 100a) 0,50 e 10b) 0,50 e 12c) 1,5 e 10d) 5,0 e 10e) Solução: ` B No primeiro caso; a bateria está funcionado como gera- dor e a ddp nos terminais será VAB = – r i ou substituindo pelos valores 8,5 = – 3 r (I). No segundo caso está funcionando como receptor e então VAB = ’ + r’ i , tal que = ’ e r = r’. Substituindo pelos valores 11 = ’ + 2 r’ (II), subtraindo a expressão (I) da (II) teremos: 2,5 = 5 r ou r = 0,5 . Substituindo esse valor na (II) teremos 11 = + 2 . 0,5 = 10V. (AFA) O gráfico representa o comportamento de um7. receptor. 9 5 O valor da resistência interna do receptor, em ohms, e a diferença de potencial, em volts, em seus terminais, quando a corrente for 3A, são, respectivamente: 2 e 16a) 4 e 18b) 5 e 20c) 6 e 1d) Solução: ` A O gráfico nos mostra, diretamente, a f.c.e.m. ’ = 10V; a tangente de α representa a resistência interna, portanto r’ = 10/5 ou r’ = 2 ; a d.d.p. entre os terminais é dada por: VAB = ’ + r’ i VAB = 10 + 2 . 3 e portanto VAB = 16V (EsFAO) Um motor elétrico é percorrido por uma cor-8. rente de 5A quando ligado a uma rede de 110V. Qual é, em J, a energia fornecida ao motor pela rede em uma hora? 22a) 550b) 13 200c) 33 000d) 1 980 000e) Solução: ` E A questão está pedindo a energia total; fazendo W = V i t teremos W = 110 . 5 . 3.600 e , portanto W = 1,98 . 10 6. (adap.- AFA) Não é incomum ver-se ventiladores se9. incendiarem em salas de aula. O pó de giz penetra nos mancais e, após algum tempo está tão acumulado que produz atrito suficiente para travar o eixo de rotação da hélice. Considere um motor elétrico que tem resistência interna de 2 , força contraeletromotriz de 100V e é percorrido por uma corrente de 5A, quando está em rotação plena. Se o eixo do motor for travado, a corrente em ampères, que passa por ele vale: 20a) 25b) 36c) 55d) Solução: ` D Aplicando a equação da ddp VAB = ’ + r’ i, teremos VAB = 100 + 2 . 5 = 110V. Quando o motor é travado, ele deixa de transformar energia elétrica em cinética, e toda a corrente estará em Efeito Joule. Portanto, V = r’ i1 ou 110 = 2 . i1 i1 = 55A. (UFMG) No circuito, a bateria de força eletromotriz10. e resistência interna nula alimenta dois resistores paralelos de resistências R1 e R2. Sejam VMN a diferença de potencial entre os pontos M e N, e I a corrente no circuito; é correto afirmar que: Va) MN = Vb) MN = + (R1 + R2) I Vc) MN = – R1 R2 R1 + R2 I Vd) MN = (R1 + R2) I Ve) MN = R1 . R2 R1 + R2 Solução: ` A Aplicando o teorema da ddp no ramo inferior teremos: V MN = R1 R2 R1 + R2 ; opções C, D e E erradas Como as resistências R1 e R2 estão em paralelo a opção B tem um absurdo (R1 + R2) Aplicando o teorema da d.d.p. no ramo superior teremos: VM – VN = – r i e, sendo nula a resistência interna,VMN = ε. 10 (AFA) No circuito representado abaixo, o gerador está11. fornecendo potência útil máxima. Nessas condições, sabemos, então, que o valor de R é, em ohms, igual a: 10a) 3,0b) 8,0c) 5,0d) Impossível de calcular.e) Solução: ` D Um aluno aplicado nem precisa fazer contas para dar a resposta; se a situação é de Potútilmax obrigatoriamente R = r (ITA) Um gerador de f.e.m. igual a 6,0V é ligado conforme12. mostra a figura. 6,0V Sabendo-se que o rendimento (ou eficiência) do gerador neste circuito é de 90%, pode-se concluir que: a corrente no gerador deverá ser de 0,36A.a) a potência útil deverá ser maior que 1,96W.b) a potência total do gerador deverá ser de 2,4W.c) a corrente no gerador deverá ser maior que 0,40A.d) nenhuma das afirmações acima é correta.e) Solução: ` A Vamos substituir o circuito dado por um outro onde fazemos a Req Req = 10 + 1 1 20 + 1 10 + 1 20 = 15 Apesar de, no circuito apresentado, a questão não mos- trar uma resistência interna, ela não é nula, pois o rendi- mento é 90%; aplicando-se a equação de rendimento = 1– r i teremos 0,9 = 1– r 6 i ou r i = 0,6; usando Pouillet ( = R i + r i) teremos 6 = 15i + r i 6 = 15i + 0.6 ou i = 0,36A (CEUB)Num gerador de força eletromotriz 13. = 6,0V e re- sistência interna igual a 0,050 , podemos afirmar que: a corrente mede necessariamente 120A.a) a corrente de curto-circuito mede 120A.b) a corrente é sempre inferior a 120A.c) a corrente pode superar 120A.d) Solução: ` B A corrente máxima é a corrente do curto-circuito (i CC) e vale i CC = r ou i CC = 6 0,05 = 120A; então, a corrente não mede necessariamente 120A, não é sempre inferior a 120A e não pode superar 120A. (UFLA) A grande maioria dos aparelhos elétricos que14. funcionam com pilhas, associam-nas em série e reco- mendam que, quando houver necessidade, não trocar apenas uma da série mas todas; mostre a vantagem dessa associação sobre a associação em paralelo, indi- cando a corrente em cada uma delas. Solução: ` As pilhas devem ser trocadas todas ao mesmo tempo para se comportarem como n geradores iguais; como foi visto no item 4, a associação em série de geradores em um circuito é mais vantajosa quando a resistência interna deles é muito pequena em comparação com a resistência externa do circuito; a corrente na associação em série vale: i = n R + n r e em paralelo vale i = n n R + r . 11 (E. Naval) No circuito da figura, R = 115. e C = 4 F, a potência total (em watts) dissipada no circuito, consi- derando-se carregado o capacitor, é: Dados: 1 μF = 10–6 F 16a) 20b) 28c) 32d) 48e) Solução: ` A No ramo à direita existe um capacitor carregado portanto não passa corrente; usando-se + R i = 0 na grande malha teremos: 8 + 4 – 4 = (R + R + R + R) i e como R = 1 vem 8 = 4 i i = 2A; como os geradores estão considerados ideais (r = 0) substituindo os valores em Pot total = Reqi 2 teremos Pot total = 4 . 22 = 16W (AFA) Para o circuito abaixo, o resistor R16. 2 se rompe quan- do sua potência dissipada ultrapassa 5W. A corrente no resistor R4, em ampères, vale aproximadamente: Dados: 1 = 18 V, 2 = 12 V, R 1 = 1 , R2 = 6 , R 3 = 12 , R 4 = 1 1a) 2b) 3c) 4d) Solução: ` B Vamos marcar as correntes e pontos do circuito: Marcamos, arbitrariamente, as correntes i, i1 e i2; em B e E, que são nós, vemos que i = i1 + i2; vamos percorrer a grande malha externa ABCDEFA e usar + R i = 0: 1 + 2 = R3i + R4i2 + R1i2 ou 18 + 12 = 12i + 1 i2 + 1 i2 portanto 30 = 12 i + 2 i2 e sendo i = i1 + i2 vem 30 = 12 i1 + 14 i2; simplificando teremos 15 = 6 i1 + 7 i2 (I); idem para a malha ABEFA: 18 = 12 i + 6 i1 18 = 18 i1 + 12 i2 ou 3 = 3 i1 + 2 i2 (II); multiplicando-se a expressão (II) por 2 e subtraindo a (II) da (I) vem 9 = 3 i2 i2 = 3 A; cuidado que ainda falta vencer uma condição; usando o valor de i2 na expressão (II) vem 3 = 3 i1 + 2 . 3 ou i1 = – 1; como o resistor R2 se rompe com a potência dissipada de 5W, vamos calcular, para essa corrente, qual a potência dissipada; usando Pot = R i2 teremos Pot2 = 6 . 1 = 6W; isso significa que essa corrente vai “queimar“ esse resistor e ele deixará de participar do circuito; ficaremos, então com: Usando + R i = 0: 1 + 2 = R3i + R4i + R1i e, portanto, 18 + 12 = 12i + 1i + 1i 30 = 14i ou i = 30 14 = 2,14A 12 (UERJ) Uma cozinheira em um sítio precisa ligar um17. liquidificador de f.c.e.m igual a 9V e resistência interna 2 à bateria de um automóvel que fornece 12V. Determine o valor da resistência, em , que deve ser associado em série com o motor para que ele possa funcionar sabendo que a maior corrente admissível é de 0,5A. 2a) 4b) 6c) 8d) 10e) Solução: ` B O esquema do circuito será: Aplicando-se + R i = 0 vem: 12 – 9 = (2 + R) . 0,5 ou 6 = 2 + R R = 4 (UEL)1. A força eletromotriz de uma bateria é: a força elétrica, que acelera os elétrons.a) igual à d.d.p. entre os polos da bateria.b) a força dos motores elétros ligados à bateria.c) igual à d.d.p. entre os polos da bateria enquantod) eles estão em aberto. igual ao produto da resistência interna pela corren-e) te elétrica. (PUCPR)2. O desgaste, ou envelhecimento, de uma pilha elétrica decorre de reações químicas de oxidação-redu- ção. Essas reações normalmente só ocorrem enquanto a pilha está produzindo __________. Alguns produtos das reações vão se depositando nos eletrodos, aumentando a sua ___________ interna e reduzindo a capacidade da mesma em fornecer ___________ ao circuito. Os termos que melhor preenchem as lacunas são: resistência – d.d.p. – corrente.a) corrente – potência – energia.b) d.d.p. – potência – energia.c) corrente – resistência – energia.d) corrente – potência – resistência.e) (PUCRS) Um amperímetro ideal está ligado ao circuito3. da figura abaixo, onde cada gerador tem f.e.m. E = 12V e resistência interna r = 2. A leitura do amperímetro é de: 2,4Aa) 2,2Ab) 2Ac) 1,7Ad) 1Ae) (Unificado) Os elementos representados pelos retângu-4. los I, II e III no circuito esquematizado acima podem ser geradores ou resistores (exclusivamente). A corrente elétrica percorre o circuito no sentido das setas. São indicados, também, os valores do potencial em cada terminal daqueles elementos. Qual das seguintes opções descreve corretamente a natureza dos elementos? I II III gerador resistor geradora) resistor gerador geradorb) resistor resistor geradorc) gerador resistor resistord) gerador gerador resistore) (Mackenzie) Um sistema de 5 baterias iguais, em série,5. alimenta um resistor de 10Ω com uma corrente de 5A, ou um resistor de 28Ω com 2A. Qual a f.e.m. e resistência interna de cada bateria? 12V e 0,4a) 12V e 2,0b) 60V e 2,0c) 13 6V e 1,0d) 9V e 1,0e) (Cesgranrio)6. Num rádio de pilhas, cuja tensão de alimentação é 3,0V, as duas pilhas de 1,5V devem ser colocadas, no compartimento reservado para elas, da maneira mostrada na figura. a) b) c) d) e) Qual das figuras abaixo mostra a maneira correta pela qual as pilhas estão conectadas entre elas e ao circuito do aparelho (terminais P e Q)? (Fuvest) Com 4 pilhas ideais de 1,5V, uma lâmpada de7. 6,0V e fios de ligação, podem-se montar os circuitos es- quematizados abaixo. Em qual deles a lâmpada brilhará mais intensamente? a) b) c) d) e) (FOA-RJ)8. Um gerador tem força eletromotriz E = 1,5V e resistência interna r = 0,1ohm. Ligam-se seus terminais por meio de uma resistência R = 0,65ohm. A diferença de potencial entre os terminais será: 0,1Va) 0,5Vb) 0,65Vc) 1,0Vd) 1,3Ve) Dada a curva característica de um gerador, determinar:9. a corrente de curto circuito.a) a resistência interna do gerador.b) (UFF)10. A força eletromotriz de uma bateria vale 15V. Ligando-se os seus terminais por fio de cobre, origina-se uma corrente de 1,5A e a diferença de potencial entre os terminais da bateria vale então, 9V. Calcular: 1.o) a resistência do fio; 2.o) a resistência interna da bateria. (AFA)11. Um gerador fornece a ummotor uma d.d.p. de 440V. O motor tem resistência interna de 25 e é per- corrido por uma corrente elétrica de 400mA. A força contraeletromotriz do motor, em volts, é igual a: 375a) 400b) 415c) 430d) (PUC-SP)12. A figura esquematiza o circuito elétrico de uma enceradeira em funcionamento. A potência elétrica dissipada por ela é de 240W e sua f.c.e.m. é de 110V. Assim, sua resistência interna é de: 14 5,0a) 55b) 2,0c) 115d) O motor não realiza trabalho mecânico.e) (Unimep)13. Um motor elétrico tem f.c.e.m. de 130V e é percorrido por uma corrente de 10A. Se a sua resistência interna é de 2 , então a potência mecânica desenvolvida pelo motor vale: 1300Wa) 1100Wb) 1280Wc) 130Wd) O motor não realiza trabalho mecânico.e) (Mackenzie)14. A d.d.p. nos terminais de um receptor varia com a corrente, conforme o gráfico ao lado. A f.c.e.m. e a resistência interna desse receptor são, respectivamente: 25V e 5,0a) 22V e 2,0b) 20V e 1,0c) 12,5V e 2,5d) 11V e 1,0e) (UEL) No gráfico ao lado estão representadas as curvas15. características de um gerador e de um receptor. A f.e.m. do gerador e a resistência interna do receptor valem, respectivamente: 10V e 0,1a) 10V e 1b) 20V e 0,1c) 40V e 1d) 40V e 0,1e) (Unificado) Os gráficos característicos de um motor16. elétrico (receptor) e de uma bateria (gerador) são mostrados nas figuras (1) e (2), respectivamente. Sendo o motor ligado a essa bateria, é correto afirmar que a intensidade da corrente elétrica que o percorrerá, em ampères, será de: 10a) 8,0b) 6,0c) 4,0d) 2,0e) O gráfico a seguir representa as curvas características17. de um gerador e de um resistor. Calcule a intensidade de corrente que se estabelece no circuito, ao ligar o resistor nos terminais do gerador. (UFBA) O gráfico ao lado representa a curva caracte-18. rística de um receptor elétrico. Calcule em J, a energia consumida pelo receptor, quando percorrido por uma corrente de 4A, durante 5s. 15 (FNM-RJ) Na segunda Lei de Kirchhoff (em qualquer19. malha de um circuito elétrico) quando Σ E = 0, o ΣRI será igual: mais um.a) menos um.b) zero.c) infinito.d) um imaginário.e) (Unificado)20. No circuito da figura, o gerador tem f.e.m. 12V e resistência interna desprezível. Liga-se o ponto A à terra. O potencial do terminal negativo do gerador é: –12Va) 3Vb) –9Vc) –3Vd) zeroe) (Unesp)21. O amperímetro A indicado no circuito é ideal, isto é, tem resistência praticamente nula. Os fios de ligação têm resistência desprezível. A intensidade no amperímetro A é de: i = 1Aa) i = 2Ab) i = 3Ac) i = 4Ad) i = 5Ae) (UEL) No esquema abaixo, o potencial elétrico da Terra22. é considerado nulo e todos os resistores são iguais. Os potenciais elétricos nos pontos M e N valem, respec- tivamente: 3V e 1Va) 2V e 0Vb) 1V e –1Vc) 0V e –2Vd) –1V e –3Ve) (UEPB)23. Considere o circuito abaixo: As correntes I1, I2 e I3 são, respectivamente, em am- pères, de: 2,2,1a) 2,1,2b) 2,2,2c) 1,2,2d) 1,2,1e) (PUC-SP) A figura mostra um circuito elétrico onde24. as fontes de tensão ideais têm f.e.m. E1 e E2. As resis- tências de ramo são R1 =100 , R2 = 50 e R3 = 20 ; no ramo de R3 a intensidade da corrente é de 125 miliampères com o sentido indicado na figura. A f.e.m. E2 é 10 volts. O valor de E1 é: 3,0 volts.a) 2,5 volts.b) 2,0 volts.c) 1,5 volts.d) zero.e) (UEMA)25. Calcule a corrente elétrica que percorre o circuito elétrico abaixo. 16 (UFPR)26. No circuito da figura, desprezando as resis- tências internas das baterias, calcule a corrente que passa por ch2 quando as chaves ch1, ch2 e ch3 estiverem fechadas: (Mackenzie) Na associação de resistores ao lado, um27. gerador ideal de 12,5V é ligado corretamente nos pontos A e B. A intensidade de corrente i mencionada é: 25Aa) 12,5Ab) 5,0Ac) 2,5Ad) 1,25Ae) (ITA)28. No circuito elétrico da figura, os vários elementos têm resistências R1, R2 e R3 conforme indicado. Sabendo que R3 = R1/2, para que a resistência equivalente entre os pontos A e B da associação da figura seja igual a 2R2 a razão r = R2/R1 deve ser: 3/8a) 8/3b) 5/8c) 8/5d) 1e) (PUC-SP) No circuito representado no esquema a se-29. guir, todos os resistores têm resistência igual a 10ohms. Sendo a corrente elétrica em R2 igual a 2,0 ampéres a corrente elétrica em R4 e a diferença de potencial nos terminais de R1 valem, respectivamente: 2,0A e 60Va) 2,0A e 30Vb) 4,0A e 60Vc) 4,0A e 40Vd) 4,0A e 30Ve) (UEL) Considere o circuito e os valores representados30. no esquema a seguir. O amperímetro ideal A deve indicar uma corrente elétrica, em ampéres, igual a: 1,3a) 1,0b) 0,75c) 0,50d) 0,25e) (PUC-SP)31. No circuito elétrico representado no esquema a seguir, as fontes de tensão de 12V e de 6V são ideais; os dois resistores de 12ohms, R1 e R2, são idênticos; os fios de ligação têm resistência desprezível. Nesse circuito, a intensidade de corrente elétrica em R1 é igual a: 0,50A no sentido de X para Y.a) 0,50A no sentido de Y para X.b) 0,75A no sentido de X para Y.c) 1,0A no sentido de X para Y.d) 1,0A no sentido de Y ara X. (B).e) 17 (UFRRJ) Na figura a seguir observa-se um circuito elé-32. trico com dois geradores (E1 e E2) e alguns resistores. Utilizando a 1.a lei de Kircchoff ou lei dos nós, pode-se afirmar que: ia) 1 = i2 – i3 ib) 2 + i4= i5 ic) 4 + i7 = i6 id) 2 + i3 = i1 ie) 1 + i4 + i6 = 0 (UEPG) Sobre o circuito de corrente contínua repre-33. sentado abaixo, sabendo que a resistência interna do gerador é desprezível, assinale o que for correto: (01) a intensidade da corrente elétrica que circula no re- sistor R5 = 20 é 1A; (02) o valor da f. e. m. do gerador é 180V; (04) a tensão no resistor R1 = 15 é 40V; (08) a energia consumida no resistor R6 = 5 em 2 segun- dos é 160J; (16) a potência total fornecida ao circuito é 900W. Soma ( ) (Fuvest) No circuito esquematizado a seguir, o amperí-34. metro acusa uma corrente de 30mA. Qual o valor da força eletromotriz fornecida pelaa) fonte E? Qual o valor da corrente que o amperímetro passab) a registrar quando a chave k é fechada? (UFRGS)1. Um voltímetro indica uma força eletromotriz de 6,0V quando só ele está ligado aos terminais de uma bateria. Em seguida, um resistor de 20,0 é também liga- do aos terminais da bateria e o voltímetro passa a marca 5,0V. A resistência interna do voltímetro é muito maior do que a do resistor, podendo-se considerar desprezível o erro de medida devido à presença do voltímetro no circuito. Qual a resistência interna da bateria? 0,25a) 0,5b) 1,0c) 2,0d) 4,0e) (FOA-RJ)2. No circuito da figura abaixo, temos um gerador de força eletromotriz 56V, com resistência interna de 2,0 e um resistor de 5,0 . A diferença de potencial nos terminais do gerador, vale: 7,0Va) 15Vb) 35Vc) 40Vd) 56Ve) (AFA)3. No circuito abaixo, a leitura do amperímetro (A), em ampères, é: 0,10a) 0,30b) 0,40c) 0,50d) 18 (Mackenzie)4. No circuito abaixo, os geradores são ide- ais. A diferença de potencial elétrico (VX - VY) entre os pontos X e Y é de: 5,0Va) 7,0Vb) 10Vc) 13Vd) 18Ve) (PUC Minas)5. Uma bateria de automóvel apresenta esta curva característica. A resistência interna da bateria vale, em ohms: 0,25a) 0,50b) 1,0c) 3,0d) 4,0e) (Unirio) O diagrama abaixo representa a curva de po-6. tência útil de um gerador, cuja força eletromotriz valeΣ, e a resistência elétrica vale r. Os valores deΣ e r são, respectivamente: 1,0V e 10a) 5,0V e 1,0b) 10V e 1,0c) 25V e 5,0d) 25V e 10e) (CEFET) No laboratório, um professor distribui por grupo7. de alunos um mesmo conjunto de componentes: 3 pilhas de 1,5V cada, 3 resistores de 5 , 5 e 2,5 , respectiva- mente e fios de ligação (considerados ideais). O trabalho que ele pede aos alunos constitui-se das seguintes etapas: representar um circuito, utilizando todos os com-a) ponentes fornecidos, de forma que a força eletro- motriz equivalente tenha valor 4,5V e a resistência equivalente tenha valor de 5 . Calcular o valor da corrente total.b) Calcular a d.d.p. sobre a menorresistência.c) Realize abaixo as mesmas etapas do trabalho pedido pelo professor aos alunos. (UFRGS)8. No diagrama abaixo, temos a potência for- necida por um gerador em função da intensidade de corrente que atravessa o mesmo. Determinar: A f.e.m. e a resistência interna do gerador.a) A potência fornecida quando a intensidade de cor-b) rente elétrica é igual a 2,0A. A intensidade de corrente de curto circuito.c) (UFRRJ)9. O gráfico abaixo representa a curva de uma bateria de certa marca de automóvel. Quando o motorista liga o carro tem-se a corrente máxima ou corrente de curto circuito. Neste caso: Qual a resistência interna da bateria?a) Qual a máxima potência desta bateria?b) (Unesp)10. O esquema abaixo representa duas pilhas ligadas em paralelo, com as resistências internas indicadas: 19 qual o valor da corrente que circula pelas pilhas?a) qual o valor da diferença de potencial entre os pon-b) tos A e B e qual o lado de maior potencial? qual das duas pilhas está se “descarregando”?c) (UFRJ)11. Deseja-se determinar as características de uma bateria usando-se duas resistências de 5,0 , um ampe- rímetro e conexões (fios e uma chave) de resistências desprezíveis. A figura mostra um circuito com a bateria ligada de forma que o amperímetro indica uma corrente de 1,2A com a chave aberta e uma corrente de 2,0A com a chave fechada. 5 Ω 5 Ω Amperímetro Chave ELEMENTO SÍMBOLO Fios de Resistência Desprezível Bateria Amperímetro Chave Resistor Usando os símbolos indicados na tabela, faça uma) esquema deste circuito. Calcule a f.e.m. (força eletromotriz) e a resistênciab) interna da bateria. (UFF)12. O circuito da figura mostra uma fonte variável de tensão E alimentando um circuito com cinco resis- tores, sendo um deles de resistência R, variável. Um amperímetro A e um voltímetro V, ideais, são colocados como indicado. A fonte de tensão varia até, no máximo, 40 volts. Sabe-se que a tensão E e a resistência R variam de modo a manter a leitura no voltímetro sempre igual a 10 volts. Para qualquer valor de E e R, qual é a leitura doa) amperímetro? Expresse E em função de R.b) Trace o gráfico de E × R até o valor máximo de E.c) Para quais valores de E e R será máxima a potênciad) dissipada com R? (Fatec)13. No esquema representa-se um circuito elétrico. Os diagramas dão as “características” dos bipolos com- ponentes (tensão em função de corrente). A corrente no circuito tem intensidade i. Assinale o conjunto coerente. E(V) r( ) R( ) i(A) a) 20 2,0 2,0 10 b) 10 2,0 2,0 2,5 c) 20 0 2,0 10 d) 10 0 2,0 5,0 e) 20 2,0 2,0 5,0 (PUC-SP) Um gerador de resistência de 8ohms é ligado14. por um fio de resistência de 4ohms a um receptor, de resistência interna de 20ohms. O gerador tem uma f.e.m. de 500V e o receptor, uma força contraeletromotriz de 100V. A corrente terá intensidade de: 12,5Aa) 15,2Ab) 10,0Ac) 32,5Ad) n.d.a.e) (PUC-SP) Na questão anterior, os rendimentos do15. gerador e do receptor são, respectivamente: 90% e 10%a) 20% e 75%b) 60% e 40%c) 50% e 50%d) 80% e 29%e) (UFU)16. Uma bateria de f.e.m. E = 220V e resistência interna r = 10 está acoplada, conforme o circuito abaixo, ou a uma lâmpada de 100 de resistência ou a um motor de trem de 205V e resistência interna de 5 , dependendo de a conexão da chave S estar em A ou B. Determine: 20 a potência consumida pela lâmpada;a) a potência útil gerada pelo motor;b) a potência dissipada efeito Joule no motor.c) No circuito abaixo temos dois geradores (A) e (B)17. um receptor (C) e um resistor (D), determinar: intensidade de corrente no resistor;a) O rendimento do receptor.b) Dados: Σ A = Σ B = 20V , f.c.e.m. = 30 V e RD = 10Ω rA = rB = 2Ω e rc ’ = 6Ω (Fatec)18. Um motor elétrico funciona sob tensão contínua U = 220V recebendo corrente i = 10A. O rendimento global do motor é Σ= 90%. Calcular a potência útil. (Santa Casa - SP)19. Os três segmentos de reta, esquemati- zados representam as curvas características de um resis- tor, um gerador e um receptor. Determinar o rendimento de cada elemento quando a corrente for de 1,0A (UFV)20. Um motor elétrico é fixado à borda de uma mesa com uma corda presa ao seu eixo, de modo a levantar o peso de 100N a uma altura de 0,50m em 10s, com ve- locidade constante. O motor é conectado a uma bateria de 10V por meio de fios, de forma que todo o circuito tem a resistência de 5 . Estando o motor realizando essa tarefa, determine: a potência por ele desenvolvida.a) a corrente que percorre o circuito.b) a força contraeletromotriz do motor.c) Dadas as curvas características de dois elementos que21. estão ligados conforme a figura, determinar: quem é o receptor A ou B.a) a f.c.e.m. (Σ‘) do receptor.b) a resistência interna do gerador e do receptor.c) (ITA) São dados os elementos de um circuito de corrente22. contínua, representados pelos símbolos abaixo: Sabendo-se que: a lâmpada, o fogão e o ferro de engomar devem sera) utilizados ao mesmo tempo. o medidor deve indicar a corrente total i, fornecidab) pela fonte. o fusível deve proteger o medidor.c) Pede-se: 1.o) o esquema das ligações elétricas. 2.o) o valor da corrente indicada pelo medidor. (Mackenzie) No circuito abaixo são dados os sentidos23. e as intensidades das correntes nos ramos. A força eletromotriz E do gerador de resistência interna de 2 , inserido entre dois pontos A e B, é de: 6Va) 12Vb) 24Vc) 30Vd) 36Ve) (UFSCar)24. No circuito da figura a seguir, os potenciais nos pontos A e C valem respectivamente: 21 2V e 1Va) 4V e 6Vb) 12V e –8Vc) 8V e –4Vd) 14V e 0Ve) (ITA)25. As duas baterias da figura estão ligadas em oposi- ção. São f.e.ms. e resistências internas, respectivamente: 18,0V e 2,00 ; 6,00V e 1,00 . Sendo i a corrente no circuito, Vab a tensão Va – Vb e Pd a potência dissipada, podemos afirmar que: i = 9,00A Va) ab = –10,0V Pd = 12,0W i = 6,00A Vb) ab = 10,0V Pd = 96,0W i = 4,00A Vc) ab = –10,0V Pd = 16,0W i = 4,00A Vd) ab = 10,0V Pd = 48,0W i = 4,00A Ve) ab = 24,0V Pd = 32,0W (Fatec)26. No circuito representado ao lado, o potencial no ponto A vale: -5Va) 5Vb) 0Vc) 10Vd) -10Ve) (Unesp) Uma bateria de f.e.m. E = 12V e resistência27. interna desprezível tem seu terminal negativo ligado à Terra. Ao terminal positivo estão ligadas, em paralelo, três resistências que se ligam no outro extremo a um fio que vai para a Terra. A corrente fornecida pela bateria é de 6,0A e as resistências estão entre si na razão R =1,5R e R = 2R. Os valores de R1, R2 e R3, em ohms, são, respectivamente: R1 R2 R3 4 11 a) 6 11 12 11 1,0 1,5 3,0b) 4,0 6,0 12,0c) 2,0 3,0 6,0d) 4 3 e) 2,0 4,0 (UFSC)28. No circuito, determine o valor de RX a fim de que a corrente total, fornecida pela bateria, seja a 2A: Dados: E1 = 48V r2 = 0,8 E2 = 4V R1 = 10 r1 =1,2 R2 = 20 (Unicamp)29. No circuito da figura, as baterias têm f.e.m. E1 = 4V e E2 = 2V, e ambas têm resistência interna r = 1 . Para que valor da resistência R a lâmpada L do cir-a) cuito não se acende, isto é, pode-se considerar a corrente através de L como sendo nula? Com a lâmpada L apagada, qual é o valor da cor-b) rente que passa por R? (FEI) Com uma bateria de f.e.m. E30. 1 = 21V e resistência interna r1 = 3,0 deseja-se acionar um pequeno motor de corrente contínua de f.e.m. E2 = 5,0V e resistência 22 interna r2 = 2,0 . Despreze a resistência dos fios de ligação e calcule a resistência que deve ser associada em paralelo com o motor para que a corrente nele seja de 2,0A. (ITA)31. Um circuito elétrico é constituído por um número infinito de resistores idênticos, conforme a figura. A resistência de cada elemento é igual a R. A resistência equivalente entre os pontos A e B é: infinita.a) R(b) 3 -1) Rc) 3 Rd) 1- 3 3 R(1 = e) 3 ) (Mackenzie) No circuito a seguir, o gerador ideal32. tem f.e.m. 10V. A diferença de potencial elétrico entre os pontos A e B é: 20Va) 10Vb) 5,0Vc) 0,50Vd) zeroe) (FEI-SP)33. No circuito abaixo,a intensidade da corrente i, vale 0,2A. Determine i2, i3 e R3. (UFRJ) O fornecimento de energia elétrica, em corrente34. contínua, a um conjunto de 4 lâmpadas iguais, de 100W- 100V, é feito por intermédio de três linhas, como ilustra o esquema a seguir: A linha 1 tem potencial de +100V; a linha 2, o neutro,tem potencial nulo, por estar ligada à Terra; a linha 3 tem potencial de −100V. Calcule a intensidade da corrente que circula em cada uma das linhas, quando todas as lâmpadas estão ligadas e funcionando. (Efei)35. As duas baterias do circuito, associadas em paralelo, alimentam: o amperímetro A ideal, a lâmpada de incandescência de resistência R e o resistor de re- sistência 1 , todos em série. Se o amperímetro registra 4A, calcule: as intensidades de corrente ia) 1 e i2 nas baterias; a resistência elétrica R da lâmpada.b) (IME) O elemento passivo k, cuja potência máxima de36. utilização é de 30 watts, tem a característica tensão- corrente dada pelo gráfico a seguir: Determine o maior valor positivo que se pode permitir para a tensão V da bateria. Considerando os geradores ideais e sabendo-se que37. o resistor 3 encontra-se em um recipiente que contém 200g de água, determine quanto tempo leva para a temperatura variar de 40ºC. Considere 1cal = 4J, c = 1cal/goC, E1 = 24; E2 = 12V; R = 6,0 23 D1. D2. C3. E4. A5. A6. C7. E8. 9. ia) cc = 8,0A r = 5,0b) 10. R = 6a) r = 4b) D11. A12. A13. C14. D15. E16. i = 5A17. E = 56J18. C19. C20. B21. C22. E23. E24. i = 7,5A25. i26. 2 = 2A D27. 24 A28. C29. D30. B31. D32. Soma: 2733. 34. E = 12Va) 24mAb) E1. D2. D3. D4. D5. C6. 7. 5 Ω 5 Ω 2,5 Ω A V a) i = 0,90Ab) Uc) V = 2,25V 8. E = 60V; r = 5a) P = 100Wb) ic) cc = 12A 9. r = 0,25a) Pb) MAX = 225W 10. i = 0,05Aa) U = Vb) a - Vb = 2V A pilha de 3V está se descarregando.c) 11. a) b) = 15V e r = 2,5 12. i = 10Aa) E = 10(R+1)b) c) E = 40V; R = 3d) E13. A14. 500 - 100 = 32i e i = 400 - 32 = 12,5A E15. 16. Pa) OT = 400W Pb) OTU = 205W Pc) OTD = 5W 17. i = 0,5Aa) Nb) R 91% P18. U= 1980W N19. G = 75%; NR = 66,7% 20. P = 5Wa) i = 1Ab) E’ = 5Vc) 25 21. A é o receptor.a) b) ‘ = 8V r = 10b) r’ = 6 22. 1.º) 2.º) it = Pt U = 2300 100 = 23A D23. D24. D25. E26. C27. R28. x = 10 29. R = 1a) i = 2,0Ab) R = 4,530. E31. B32. i33. 2 = 0,6A i3 = 0,8A R3 = 2,5 Linha: 1A34. Linha 2: 0 Linha 3: 2A R = 1,535. U 36. Σ 135V 22min 13s37. 26 sae-pre-vestibular-extensivo-fisica-cap-000 sae-pre-vestibular-extensivo-fisica-cap-025
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