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Exercícios de Eletrodinâmica-Circuitos Prof Luciano Henrique 01. No circuito mostrado a seguir,calcule a corrente fornecida pela bateria e a corrente que circula através do resistor de 6,0 ². 02. No circuito a seguir, o amperímetro e o voltímetro são ideais. Calcule a indicação destes aparelhos. 03. O valor de cada resistor, no circuito representado no esquema a seguir, é 10 ohms.Calcule a resistência equivalente entre os terminais X e Y, em ohms. 04. Numa rede elétrica, submetida a uma tensão de 110 V, foi instalado um fusível de 30 A. Quantas lâmpadas de 100 W poderão ser ligadas simultaneamente nesta rede, sem risco de queimar o fusível? 05. Considere o circuito a seguir. Qual é a soma das leituras no amperímetro, em A, e no voltímetro, em V, considerando ideais ambos os instrumentos de medida? 06. Queremos obter uma resistência de 3,5 ² com resistores iguais a 1 ². Das associações a seguir, julgue as possíveis. 07. No circuito as lâmpadas L1•, L‚ e Lƒ são idênticas com resistências de 30 ohms cada. A força eletromotriz vale 18 volts e C é uma chave que está inicialmente fechada. a) Qual a corrente que passa por L‚? b) Abrindo-se a chave C, o que acontece com o brilho da lâmpada L1•? Justifique. 08. No circuito, cada resistência é igual a 1,0 k ², e o gerador é uma pilha de 1,5 V. Calcule a corrente total estabelecida pelo gerador. 09. Na associação a seguir, a intensidade de corrente i que passa pelo resistor de 14 ² é 3 A. Calcule as leituras do amperímetro A e o voltímetro V, ambos ideais. 10. Um circuito é formado de duas lâmpadas L e L‚, uma fonte de 6V e uma resistência R, conforme desenhado na figura. As lâmpadas estão acesas e funcionando em seus valores nominais (L•: 0,6W e 3V e L‚: 0,3W e 3V). Calcule o valor da resistência R. 11. Algumas residências recebem três fios da rede de energia elétrica, sendo dois fios correspondentes às fases e o terceiro ao neutro. Os equipamentos existentes nas residências são projetados para serem ligados entre uma fase e o neutro (por exemplo, uma lâmpada) ou entre duas fases (por exemplo, um chuveiro). Considere o circuito abaixo, que representa, de forma muito simplificada, uma instalação elétrica residencial. As fases são representadas por fontes de tensão em corrente contínua e os equipamentos, representados por resistências. Apesar de simplificado, o circuito pode dar uma idéia das conseqüências de uma eventual ruptura do fio neutro. Considere que todos os equipamentos estejam ligados ao mesmo tempo. a) Calcule a corrente que circula pelo chuveiro. b) Qual é o consumo de energia elétrica da residência em kWh durante quinze minutos? c) Considerando que os equipamentos se queimam quando operam com uma potência 10% acima da normal (indicada na figura), determine quais serão os equipamentos queimados caso o fio neutro se rompa no ponto A. 12. Na figura, a resistência de cada resistor está expressa em ohms. Sabendo que UÛ½=100V, calcule as leituras do voltímetro e do amperímetro, considerados ideais. 13. No circuito esquematizado na figura, os fios AK e BJ têm resistências desprezíveis (quando comparadas a 12²) e não se tocam. a) Calcule a resistência equivalente entre A e B. b) Calcule as intensidades das correntes nos fios AK e BJ. 14. O circuito testador mostrado na figura adiante ocorre em certos tipos de pilhas e é construído sobre uma folha de plástico, como mostra o diagrama. Os condutores (cinza claro) consistem em uma camada metálica de resistência desprezível, e os resistores (cinza escuro) são feitos de uma camada fina (10˜m de espessura, ou seja, 10×10§m) de um polímero condutor. A resistência R de um resistor está relacionada com a resistividade › por R=›(Ø/A) onde Ø é o comprimento e A é a área da seção reta perpendicular à passagem de corrente. a) Determine o valor da resistividade › do polímero a partir da figura. As dimensões (em mm) estão indicadas no diagrama. b) O que aconteceria com o valor das resistências se a espessura da camada de polímero fosse reduzida à metade? Justifique sua resposta. 15. O esquema da figura mostra uma parte de um circuito elétrico de corrente contínua. O amperímetro mede sempre uma corrente de 2A e as resistências valem 1² cada uma. O voltímetro está ligado em paralelo com uma das resistências. a) Calcule a leitura do voltímetro com a chave interruptora aberta. b) Calcule a leitura do voltímetro com a chave interruptora fechada. 16. No circuito a seguir, o amperímetro A• indica uma corrente de 200mA. Supondo-se que todos os amperímetros sejam ideais, calcule a indicação do amperímetro A‚ e a resistência equivalente do circuito . 17. Em meados da primeira metade do século XIX, Georg Simon Ohm formulou uma lei que relaciona três grandezas importantes no estudo da eletricidade: tensão (V), intensidade de corrente (i) e resistência (R). Baseado nessa lei, a fim de verificar se um determinado resistor era ôhmico, um estudante reproduziu a experiência de Ohm, obtendo o seguinte gráfico: a) Informe se o resistor utilizado na experiência do estudante é ôhmico e, em caso afirmativo, calcule o valor de sua resistência. b) Considere esse resistor submetido a uma tensão de 9,0 volts, durante um intervalo de tempo de 5,0 minutos, e determine, em joule, a energia dissipada. c) Repetindo a experiência com diversos resistores, o estudante encontrou um conjunto de três resistores ôhmicos idênticos e os associou de duas maneiras distintas, conforme representado na figura 1. O estudante, então, imergiu cada associação em iguais quantidades de água e submeteu seus terminais (X e Y) a uma mesma diferença de potencial, mantendo-a constante. Identifique, nesse caso, a associação capaz de aquecer, mais rapidamente, a água. Justifique sua resposta. 18. Um resistor elétrico está imerso em 0,18 kg de água, contida num recipiente termicamente isolado. Quando o resistor é ligado por 3,0 minutos, a temperatura da água sobe 5,0 °C. a) Com que potência média o calor (energia térmica) é transferido do resistor para a água? (Considere o calor específico da água igual a 4,2 × 10¤ J/kg °C e despreze a capacidade térmica do recipiente e do resistor.) b) Se, durante 3,0 minutos o resistor for percorrido por uma corrente constante de 3,5 A, que tensão foi aplicada em seus terminais? 19. Uma cidade consome 1,0.10©W de potência e é alimentada por uma linha de transmissão de 1000km de extensão, cuja voltagem, na entrada da cidade, é 100000volts. Esta linha é constituída de cabos de alumínio cuja área da seção reta total vale A=5,26.10-¤m£. A resistividade do alumínio é ›=2,63.10©²m. a) Qual a resistência dessa linha de transmissão? b) Qual a corrente total que passa pela linha de transmissão? c) Que potência é dissipada na linha? GABARITO 01. 4,0 A; 0,5 A 02. 8,0 A, 84 V 03. 15 04. 33 05. 80 A 06. V F V F 07. a) 0,2 A b) Diminui, pois diminui a corrente de alimentação do sistema. 08. 3,0 mA 09. 2 A e 7 V 10. 30 ² 11. a) 20 A b) 1,25 kWh. c) ventilador 12. 40 V e 1,25 A 13. a) R(eq) = 4² b) i (AK) = 2A i (JB) = 2ª 14. a) 2 × 10-¤ ²×m b) Se a espessura fosse reduzida à metade, a área de secção também o seria e, portanto, as resistências elétricas dobrariam. 15. a) 1 V b) Com a chave fechada não oferece resistência, logo V = 0 16. 1000 mA e 6,5 ² 17. a) Sim V = Ri R = V/i = 2,4/08 = 3,0 ² b) 8,1 × 10¤ J c) P = V£/R Para V constante, quanto menor R, maior P. Associação I - associação em paralelo: Req=R/3 Associação II- associação em série: Req=3R Logo, na associação I, Req é menor e a potência dissipada será maior, possibilitando neste caso um aquecimento mais rápido da água. 18. a) 1,2 J b) 2,0 m/s 19. a) 5,0 ² b) 1,0 . 10¤A c) 5,0 . 10§ W
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