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256 RESOLUÇÃO SIM ULA DÃO : RE SOL UÇà O SIM ULA DÃO : RE SOL UÇà O 801 Alternativa e. c) Determinando a resistência do resistor na posição verão: P � 4 200 W P � U R 2 → R � U P 2 � 220 4200 2 U � 220 V R � 11,52 Ω d) Significa que o resistor, através de efeito Joule, transforma energia elétrica em energia térmica, sonora e luminosa na razão de 5 400 joules a cada 1 segundo. 804 U � E � R � i → 0 � E � 10R → E � 10R i � E R Ru� → 5 � 10 18 R R � , → R � 9 5 R Daí: E � 10R � 10 � 9 5 � 18 V I. Como o voltímetro é ideal, a sua resistência é infi- nita. Portanto, no ponto B não há divisão de corrente. Então, pode-se afirmar que a corrente em R1 e em R2 é a mesma. II. UAB � R1 � i � 10i UBC � R2 � i � 20 � i � 10 → i � 0,5 A UAB � 10 � 0,5 � 5 V � UAB � 5 V III. UAC � E E � 5 � 10 � E � 15 V UAC � UAB � UBC IV. P2 � R2 � i 2 � 20 � (0,5)2 → P2 � 5 W 802 a) i � P U � 4,0 A R � U i � 1,5 W b) UBC � 6,0 V; i � 4,0 A UAB � 6,0 V � RAB � 1,5 Ω V E A B C R1 R2 10 � 20 � UV � 10 V A B R3 R1 R2 L C 12 V i 803 a) Na posição inverno devemos ter maior potên- cia dissipada, portanto, a menor resistência equivalente. A B C fio fase fixo fio neutro b) Na posição verão devemos ter a menor potência dissipada, portanto a maior resistência equivalente. A B C fio fase fixo fio neutro R RV � 1,8� i E 805 a) V – ddp nos terminais da bateria V � E � i � r V� – ddp nos terminais do resistor V� � i � R Como V � V� → E � i � r � i � R → 12 � 3r � 3,0 � 3,5 → r � 0,5 Ω b) V � E � i � r � V � 12 � 3,0 � 0,50 → V � 10,5 V → V � 11 V � � P P u T � e PT � E � i � 36 W → � � 88% d) E � Pu � �t → E � 31,5 � 10 � 60 � 18 900 → E � 1,9 � 104 J e) E � �Q � m � c � �� → �� � E m c� → �T � 18900 0 24 240 � , → �� � 19 °C 806 Alternativa a. E 20 � 6 �R2U2 R1 U1 RV � (0 � 50 �) E � U1 � U2 → E � E 2 � U2 → U2 � E 2 Logo: R1 � R R R R v v 2 2 � � → 4 � 6 6 � � R R v v Rv � 12 Ω RESOLUÇÃO 257 SIM ULA DÃO : RE SOL UÇà O SIM ULA DÃO : RE SOL UÇà O 807 Alternativa a. 810 Alternativa c. O circuito equivalente é: U � E � r � i → 12 � E � r � 0 E � 12 V U� � E � r � i� → U� � 12 � 1r U� � R � i� → U� � 10 � 1 � 10 V Logo : 10 � 12 �1r → r � 2 Ω 808 Alternativa a. • Rfio � ρ � � s � 2 � 10�4 → 3 2 10 4� � � 3 Ω 3 m ⎯ 3 W Rv � 6 3 � 2 Ω 2 m ⎯ Rv i � E R R rv � � � 30 2 3 1� � � 30 6 � 5 A Portanto, a afirmação I é correta. • Deslocando-se o cursor para o ponto B, diminui Rv. Em i � E R R rv � � diminui o denominador, aumenta o valor de i. Então, a afirmação II é falsa. • Pd � Rv � i 2 Pd � 2 � 25 � 50 W A afirmação III é correta. 809 Do gráfico, temos: i � 0 e U � 1,5 V i � 0,75 A e U � 0 Logo: U � E � r � i 1,5 � E 0 � E → 0,75r Daí, 0 � 1,5 � 0,75r → r � 2 Ω • A máxima corrente é 0,75 A. • A potência é máxima quando i � 0,375 A. Logo: Pu � U � i � (1,5 � 2i) i Pu � (1,5 � 2 � 0,375) 0,375 A Pu � 0,28 W i � E r r� � 1 5 2 2 , � � 0,375 A Assim, são verdadeiras as afirmações 00 e 44. E U r i � 0 V voltímetro ideal 10 �R E U� r 12 V i� � 1A 2 � 1 � 2 � B 15 V A i Req � 3 6 3 6 � � � 2 Ω Logo: i � 15 2 2 1� � � 15 5 � 3 A Se UAB � 2i → UAB � 2 � 3 � 6 V, temos: UAB � 6 � i1 → 6 � 6i1 → i1 � 1 A UAB � 3 � i2 → 6 � 3 � i2 → i2 � 2 A U � E � r � i → U � 15 � 3 � 1 U � 12 V Pd � r � i2 → Pd � 1 � 32 � 9 W Portanto, a afirmativa c é incorreta. 811 a)O sentido do movimento dos íons positivos é da foace B para a face A devido à polaridade do gera- dor (vai do positivo para o negativo). b) Usando a lei de Ohm: U � R � i → i � 103 � R � 1 � 10�6 → R � 1 � 109 Ω Sendo S � 10 � 10�2 � 10 � 10�2 � 1 � 10�2 m2 e � � 1 m, temos: R � ρ � � S → 1 � 109 � ρ � 1 1 10 2� � ρ � 1 � 17 Ω � m 812 a) Se a chave S estiver aberta, os dois pés do pássaro estarão a um mesmo potencial e, portanto, não haverá corrente através dele e o pássaro não re- ceberá um choque. b) Se a chave S estiver fechada, existe uma corrente no circuito e, agora, existe uma ddp através da lâm- pada (portanto, entre os pés do pássaro) e este rece- berá um choque. A corrente ip que passa através do pássaro pode ser calculada do seguinte modo: a ddp através do pássaro (e da lâmpada) ee igual à ddp V fornecida pela bateria. Podemos então escrever V � Rpip, donde ip � V Rp . c) Se a chave S estiver aberta, outra vez os dois pees de cada pássaro estarão a um mesmo potencial (em- bora este potencial seja diferente para cada pássaro) e, portanto, não há corrente através de nenhum deles. Nenhum peassaro receberá um choque. � � 258 RESOLUÇÃO SIM ULA DÃO : RE SOL UÇà O SIM ULA DÃO : RE SOL UÇà O d) Se a chave S estiver fechada haverá uma corrente no circuito. Entretento, para o segundo pássaro a ddp entre seus pés continua sendo nula, pois o fio entre os seus pés é ideal e tem resistência nula. Logo, toda a corrente fluirá por este fio e nenhuma corrente atra- vessará o pássaro. Portanto, o segundo pássaro não levará um choque. 813 Alternativa c. 1 Req � 1 6 � 1 6 � 1 6 → Req � 2 Ω i � E R � �2 1 → 1 � 6 3 � R R � 3 Ω 814 a)Supondo a situação ideal, temos: E � R � i → 12 � 1 000i → i � 0,012 A ou i � 12 mA b) Na situação não-ideal, o circuito equivalente fica: 816 Alternativa c. • situação I A corrente elétrica é igual a: i � E r R Req A� � → i � 12 1 909 50� � i � 0,0125 A ou i � 12,5 mA A indicação do voltímetro é: U � Req � i → U � 909 � 0,0125 U � 11,4 V 815 0.(Verdadeira) O potencial no ponto A corresponde ao potencial total da bateria (máximo), antes das que- das de tensão que ocorrem nos resistores, chegando ao ponto B de potencial mínimo. 1. (Falsa) A corrente que passa pelo resistor de 3 Ω (I2) é maior que a corrente que passa pelo resistor de 6 Ω, já que sua resistência é menor. 2. (Verdadeira) Determinando o Req: Req � 8 � 3 6 3 6 � � � 10 → Req � 20 Ω 3. (Verdadeira) Determinando a potência dissipada: Pd � R � i2 → Pd � 20 � 52 � 500 W 4. (Falsa) Determinando a carga que atravessa o gera- dor: i � � � Q t → �Q � 5 � 5 �Q � 25 C RV � 10 000 � RA � 50 � r � 1 � E � 12 V R � 10 000 � Req � 909 � RA � 50 � r � 1 � E � 12 V i i i U ⇔� A potência dissipada pelos resistores, será: P � E R 2 � E R 2 2 → Pd1 � 3 2 2E R • situação II R E 2R A B � � R E A B � � R 2 A potência dissipada pelos resistores, será: P � E R 2 � E R 2 2 → Pd2 � 3 2E R Estabelecento a razão entre as potências dissipadas: P P d d 1 2 � 3 2 3 2 2 E R E R → Pd2 � 2Pd1 → P P d d 1 2 � 1 2 RESOLUÇÃO 259 SIM ULA DÃO : RE SOL UÇà O SIM ULA DÃO : RE SOL UÇà O 817 Alternativa d. U � 120 V • para obter 120 V devemos associar as quarenta ba- a) Chave aberta (i � 0): U � 3E � r � i → 4,5 � 3E → E � 1,5 V b) Chave fechada (RL � 10 W e U � 4 V): i � E R r iL � � 1 5 10 3 , � r → 10i � 3ri � 1,5 1 U � 3E � 3ri → 4 � 4,5 � 3ri → 3ri � 0,5 2 Substituindo 2 em 1 , vem: 10i � 0,5 � 1,5 → i � 0,1 A c) 3ri � 0,5 → 0,3r � 0,5 → r � 5 3 r d) Req � 3r � RL → Req � 3 � 5 3 � 10 → Req � 15 Ω 818 a) A associação é dada por: Ch RL RL A E E E Br r r i iA B 3E 3r L � Daí, temos: n � E � U → n � 60 � 10�3 � 480 → n � 8 000 células b) P � U � i → P � 480 � 1 → P � 480 W 819 Alternativa d. U "n células em série" i � E R R eq eq3 � � 3 2 0 5� , � i � 1,2 A Uv � R3 � i � 2 � 1,2 � Uv � 2,4 V 820 Alternativa e. 1 � 2 � R1 R2 R3 1 � 1,5 V 1,5 V A A 2 � R3 UV Req � 0,5 � Req � 3 V A A � • para o funcionamento da lâmpada é necessário que 3 V 3 V 3 V A lâmpada (120 V) B terias em série U � U1 � U2 � ... U40 � 40 � 3 � 120 V 821 Alternativa c. 6 � B A BA 12 � 12 � 3 � 3 � 6V⇒� ⇒� P � U R 2 → P � 6 3 2 → P � 12 W Es � 1,5 � 1,5 � 1,5 � 1,5 � 6 V 822 Alternativa b. A resistência de cada lâmpada vale: R � U R 2 � ( ) , 1 0 5 2 � R � 2 Ω Chave aberta i � 3 2 6r � → 0,3 � 3 2 6r � → r � 2r Chave fechada (Eq � 3 V e req � 2 � 6 � 8 Ω) i � E r eq eq � 3 8 A → i � 375 mA 823 U � E� � r�i → 100 � E � 5 � 8 → E � 60 V 824 Alternativa c. U � E� � r�i; logo: 22 � E� � 2r� � 25 � E� � 5r� �3 � �3r� r� � 1 Ω Logo: 22 � E� � 2 → E� � 20 V 825 Alternativa a. 1,5 V 1,5 V r r chave A R R R 6 � 2 � 3 V i 260 RESOLUÇÃO SIM ULA DÃO : RE SOL UÇà O SIM ULA DÃO : RE SOL UÇà O 826 Alternativa b. U � E� � r�i → 120 � 110 � r� � i r�i � 10 Pd � r�i2 → Pd � r�i � i 100 � 10i i � 10 A Mas: r�i � 10 → r� � 10 � 10 → r� � 1 Ω 64. A potência dissipada no gerador é: P � r � i2 � 1 � 12 � 1 W (falsa) Portanto: 01 � 02 � 08 � 32 � 43 832 01. R1, R2 e R3 estão em paralelo. (falsa) 02. A resistência total vale: 1 R � 1 1R � 1 2R � 1 3R → 1 R � 1 2 3 20 � � → R � 4 Ω Req � R4 � R → Req � 50 � 4 → 54 Ω (falsa) 04. A leitura em A1 será: Ueq � Req � ieq → 270 � 54ieq → ieq � 5 A (verdadeira) 08. Determinando UAB: UAB � E � R4 � ieq → UAB � 270 � 50 � 5 � 20 V ( verdadeira) 16. A leitura em A2 será: A B 500 V 100 V i 8 � 20 � 4 � 827 Alternativa e. VM � VN � 5 � i � 3 � 10 � i 36 � VN � 5 � 2 � 3 � 10 � 2 36 � VN � 33 → VN � 3 V 828 Alternativa a. 8i � 500 � 4i � 100 � 20i � 0 i � 12,5 A 829 Alternativa e. UAB � E � r � i UAB � 500 � 8 � 12,5 UAB � 400 V h � P P u t � U i Ei AB � 400 500 � 0,8 � 80% 830 Alternativa a. A corrente tem sentido anti-horário; logo: � E2 � r2i � E1 � r1i � Ri � 0 � 4 � 2i � 2 � 1i � 5i � 0 i � 0,25 A 831 01. Como E1 � E2, a bateria E1 está funcionando como fonte de força eletromotriz e a bateria E2 está funcionando como receptor de fem e2 (verdadeira) 02. Pela lei de Ohm-Pouillet: i � 9 3 6 � � 1 A → leitura 1 A (verdadeira) 04. A leitura do voltímetro V2 é a ddp no receptor, logo: U2 � E2 � v2 � i → U2 � 3 � 1 � 1 � 4 V (falsa) 08. A leitura do voltímetro V1 é a ddp no gerador, logo: U1 � E1 � v1 � i → U1 � 9 � 1 � 1 � 8 V (verdadeira) 16. A leitura no voltímetro V3 é a ddp na associação em paralelo de R1 com R2, com Req � 2 Ω, logo: U3 � Req � i � 2 � 1 � 2 V (verdadeira) 32. A energia consumida no receptor é: E2 � P2 � Dt → E2 � U2 � i � Dt � 4 � 1 � 1 � 4 kWh (verdadeira) A B 20 � 20 V 10 � 10 � A2 5A 4A 1A 2A 2A (verdadeira) 32. A potência dissipada em R1 é metade da dissipada em R2. Pd r1 � R1 � 1 2 → Pd r1 � 20 W Pd r2 � R2 � 2 2 → Pd r2 � 40 W → Pd r2 � 2 � Pd r1 Então: 04 � 08 � 16 � 28 833 Dados: U � 12 V; P � 48 W a) A corrente através de cada lâmpada será: P � U � i → 48 � 12 � i → i � 4 A b) O fusível deve ser dimensionado para um valor mí- nimo de 8 A, já que cada lâmpada é atravessada por 4 A. 5A F L L 4A 4A 834 Dados: R1 � R2 � R3 � R4 � 120 Ω; UAB � 270 V a) Determinando a resistência do resistor equivalente: R1 R2,3 R4 RESOLUÇÃO 261 SIM ULA DÃO : RE SOL UÇà O SIM ULA DÃO : RE SOL UÇà O b) Determinando a corrente em L3: 837 Alternativa e. Ueq � Req � i → 270 � 300 � i → i � 0,9 A Portanto, a corrente em L3 será 0,45 A c) Tirando L3, temos: Req � R1 � R2 � R4 � 360 Ω Ueq � Req � i → 270 � 360 � i � 0,75 A Portanto, a lâmpada L4 passa a ser percorrida pou uma corrente ( 0,75 A) menor que a anterior (0,9 A), logo, brilhará menos. 835 Alternativa b. Utilizando a lei dos nós ou 1ª lei de Kirchhoff: 0,45 A 0,45 A R1 R2 R3 R40,9 A 4 � 3 � 5 � � � � � 10 A 2 A X x � 2 � 10 → x � 8,0 A Sendo assim, a tensão no resistor de 4 Ω será: U � R � i → U � 4 � 8 � 32 V 836 Alternativa d. Associando os dois elementos de fem iguais a 3 V em paralelo, temos Ep � 3 V, logo o circuito passa a ser: 1,75 � 1,25 � 9 V 1,5 V 1,5 V 3 V Ep i Pela lei de Ohm-Pouillet, temos: i � ( , ) ( , ) , , 9 1 5 3 1 5 175 1 25 � � � � i � 10 5 4 5 3 , ,� � 6 3 � i � 2 A nó A → i1 � i3 � i2 malha β → 20i3 � 10 � 50i2 � 0 2,5 � 10 � 50i2 � 0 i2 � 0,150 A Logo: i1 � 0,125 � 0,150 i1 � 0,025 A malha α → �e1 � 10 � 50i2 � 100i1 � 0 �e1 � 10 � 7,5 � 2,5 � 0 e1 � 0 838 a) O circuito é: 10 V 100 � 50 � 20 � e1 i1 i2 i3 � 0,125 A α β A 12 V 5 � i i2i1 N M A Com o capacitor carregado a leitura do amperímetro é zero (não passa corrente elétrica nesse trecho, i2 � 0). b) A corrente i � i1 é igual a: i � 12 5 5� → i � 1,2 A A diferença de potencial entre A e B é: UMN � 5i → UMN � 5 � 1,2 � 6 V A carga armazenada é: Q � C � U → Q � 1 � 10�5 � 6 � 6 � 10�5 C � 60 � 10�6 C � 60 �C c) Sem a bateria, o circuito fica: R1 A Assim, as placas do capacitor, carregadas com carga Q � 6 � 10�5 C ficam ligadas entre si e os elétrons da placa negativa começam a passar para a placa positi- va. No início, o fluxo de cargas é grande porque a ddp entre as placas é máxima. No decorrer do tempo, o fluxo de elétrons vai se reduzindo, porque há cada vez menos eleetrons para se tranferirem, até que cessa completamente quando não houver mais cargas nas placas, isto é, Q � 0. Se Q � 0, obtemos U � 0. Desse onde R2,3 � 120 120 120 120 � � � 60 Ω Req � 120 � 60 � 120 � 300 Ω