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Lista de exercícios 1 – Eletricidade Básica 1) Num acelerador de partículas um feixe de prótons com o diâmetro de 2 mm constitui uma corrente elétrica de 1 mA . A energia cinética de cada próton é 20 MeV . O feixe atinge um alvo metálico onde é absorvido. Sendo a massa do próton é 271,67 10pm x kg , determine: a) a densidade do número de prótons do feixe. b) o número de prótons que atinge o alvo em 1 minuto. 2) Um bloco de carvão tem 3 cm de comprimento e uma seção reta quadrada com 0,5 cm de lado. Entre as suas extremidades há uma diferença de potencial de 8,4 V . Sendo a resistividade do carvão é 53,5 10 .C x m , calcule: a) a resistência elétrica do bloco. b) a corrente elétrica que passa neste resistor. 3) Uma resistência variável R é submetida a uma diferença de potencial constante V . Para 1R R a corrente é de 6 A . Quando R é aumentada para 2 1 10( )R R , a corrente diminui para 2 A . Determine: a) 1R . b) U . 4) Uma torradeira com um elemento de aquecimento feito de Nichrome tem uma resistência de 80 a 20 oC e uma corrente inicial de 1,5 A . Quando o elemento atinge a temperatura final, a corrente é de 1,3 A . Sendo o coeficiente de temperatura a 20 oC do Nichrome é 2 14 10x K , qual é a temperatura final do elemento? 5) Um pedaço de fio tem uma resistência de 120 . O fio é cortado em N pedaços iguais, que são ligados em paralelo, formando um circuito cuja resistência equivalente é de 1,875 . Determine o valor de N . 6) Quantas horas uma lâmpada de 60 W poderia ficar acessa se consumisse a mesma energia elétrica de um chuveiro elétrico de potência 4.500 W , durante um banho de 20 minutos? 7) Determine a leitura do amperímetro A considerado ideal. 8) Determine a leitura do voltímetro V considerado ideal. 9) Considere a ponte de Wheatstone, esquematizada abaixo, em equilíbrio. Qual é o valor da resistência elétrica R? 10) Calcule a resistência equivalente entre os terminais A e B da associação abaixo. 11) Calcule a resistência equivalente entre os terminais A e B da associação abaixo. 12) Considere o circuito abaixo. Calcule: a) as intensidades das correntes i, i1 e i2. b) a potência elétrica dissipada pelo resistor de 8 Ω. 13) Dois condutores, de capacidades 1 2C F e 2 3C F , estão eletrizados com cargas 1 10Q C e 2 5Q C , respectivamente. Supondo-se que eles sejam ligados por um fio metálico, determine: a) o potencial de equilíbrio. b) a nova carga de cada condutor. 14) Um capacitor plano de capacitância 5 F recebe uma carga elétrica de 20 C . Determine: a) a ddp U entre as armaduras do capacitor. b) a energia potencial elétrica armazenada no capacitor. 15) Um capacitor de placas paralelas é carregado com uma tensão de 100 V . A área das placas é de 2 2m e a distância entre elas é de 1 mm . Calcule: a) o campo elétrico entre as placas. b) a capacitância do capacitor. c) a energia armazenada no capacitor. 16) Uma pequena esfera de isopor, de massa 0,512 g , está em equilíbrio entre as armaduras de um capacitor de placas paralelas, sujeito às ações exclusivas do campo elétrico e do campo gravitacional local. Considerando 210g m s , calcule o excesso de elétrons em relação ao número de prótons desta esfera. 17) Dois capacitores, 1 30C F e 2 20C F , inicialmente descarregados, são associados e ligados a um gerador ideal de 12 V . Determine a carga elétrica e a ddp em cada capacitor se eles estão associados em série. 18) Determine a capacitância equivalente entre A e B na associação de capacitores a seguir: 19) As placas de um capacitor são quadradas, de 10 cm de lado, e separadas por 4 mm . Uma chapa de dielétrico, com constante dielétrica k =2, tem a mesma área que as placas. Calcule: a) a capacitância do capacitor sem o dielétrico. b) a capacitância do capacitor com o dielétrico ocupando completamente o espaço entre as placas. c) a capacitância se uma placa de dielétrico, com espessura de 3 mm , for inserida no entre as placas. 20) Três tubos cilíndricos concêntricos, de paredes delgadas, têm raios de 0,2; 0,5 e 0,8 cm . O espaço entre os tubos contém vácuo. Os cilindros de fora e de dentro estão ligados entre si. Determine a capacitância por unidade de comprimento do conjunto.
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