Eletricidade exercícios resolvidos de vestibulares

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ELETRICIDADE NOS VESTIBULARES 
1. O Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE) tem o objetivo de orientar o consumidor quanto ao 
consumo e à eficiência energética dos principais eletrodomésticos nacionais. A figura 1 ilustra a etiqueta 
de um chuveiro elétrico, apresentando a tensão nominal de funcionamento e as potências nominal e 
econômica (potência máxima e mínima do chuveiro). Em um banheiro, foram instalados esse chuveiro 
(C) e duas lâmpadas idênticas (L), de valores nominais (110 V – 60 W) cada, conforme a figura 2. 
 
 
a) Calcule a intensidade da corrente elétrica, em ampères, que atravessa o chuveiro e determine a 
resistência elétrica, em Ω, desse chuveiro quando ele opera com sua potência econômica. 
 
b) Considere que as duas lâmpadas desse banheiro fiquem acesas simultaneamente por 30 minutos e 
que, nesse intervalo de tempo, o chuveiro permaneça ligado por 20 minutos, operando com sua 
potência nominal. Admitindo que 1 kWh de energia elétrica custe R$ 0,50, calcule o gasto, em reais, 
gerado nos 30 minutos desse banho, devido ao funcionamento do chuveiro e das lâmpadas. 
 
Gabarito: 
 
 
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a) A intensidade da corrente elétrica, em ampères, que atravessa o chuveiro e determine a resistência 
elétrica, em Ω, desse chuveiro quando ele opera com sua potência econômica é de: 
P = i . U 
2200 = i . 220 
i = 10 A 
U = R . i 
220 = R . 10 
R = 22 Ω 
 
 
b) Considerando-se que as duas lâmpadas desse banheiro fiquem acesas simultaneamente por 30 
minutos e que, nesse intervalo de tempo, o chuveiro permaneça ligado por 20 minutos, operando com 
sua potência nominal, a energia total consumida nesse intervalo de tempo é de 
P = E / ∆t 
E = P. ∆t 
E = (6000 W. 0,5 h) + [2 . (60 W . 0,5 h)] 
E = 3060 Wh = 3,06 kWh 
Admitindo que 1 kWh de energia elétrica custe R$ 0,50, o gasto, em reais, gerado nos 30 minutos desse 
banho, devido ao funcionamento do chuveiro e das lâmpadas é de 
1 kWh __________ R$ 0,50 
3,06 kWh __________ C 
C = R$ 1,53 
 
2. Aproxime = 3,0 sempre que necessário. 
Em analogia com um circuito elétrico, a transpiração foliar é regulada pelo conjunto de resistências 
(medidas em segundos/metro) existentes na rota do vapor-d’água entre os sítios de evaporação 
próximos à parede celular no interior da folha e a atmosfera. Simplificadamente, há as resistências dos 
espaços intercelulares de ar (reia), as induzidas pela presença dos estômatos (rest) e da cutícula (rcut) e a 
promovida pela massa de ar próxima à superfície das folhas (rcl). O esquema a seguir representa as 
resistências mencionadas. 
 
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A tabela a seguir apresenta os valores das resistências de duas espécies de plantas (espécie 1 e espécie 
2). 
 
Tendo em vista os dados apresentados e considerando que a condutância é o inverso da resistência, 
assinale a alternativa que indica a espécie com menor transpiração e sua respectiva condutância total 
à difusão do vapor-d’água entre os sítios de evaporação e a atmosfera. 
 
a) espécie 1; 48 x 10-4 m/s. 
b) espécie 1; 125 x 10-4 m/s. 
c) espécie 2; 30 x 10-4 m/s. 
d) espécie 2; 200 x 10-4 m/s. 
 
 
Gabarito: B 
 
 
Resolução: 
A resistência equivalente para cada uma das espécies é dada por: 
– espécie 1: 
Requi1 = [(reia + rest) . rcut] / [(reia + rest) + rcut] + rcl 
Requi1 = [(10 + 30) . 120] . [(10 + 30) + 120] + 50 
Requi1 = 80 s/m 
– espécie 2: 
 
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Requi2 = [(reia + rest) . rcut] / [(reia + rest) + rcut] + rcl 
Requi2 = [(30 + 10) . 280] . [(30 + 10) + 280] + 15 
Requi2 = 50 s/m 
 
 
Tendo em vista os dados apresentados e considerando que a condutância é o inverso da resistência, a 
espécie com menor transpiração é aquela que apresenta a maior resistência e que, nesse caso, 
corresponde à espécie 1, cuja condutância total à difusão do vapor-d’água entre os sítios de 
evaporação e a atmosfera é dado por: 
C = 1 / R 
C = 1 / 80 
C = 1,25 ´ 10–2 = 125 ´ 10–4 m/s. 
 
 
3. Um fabricante projetou resistores para utilizar em uma lâmpada de resistência L. Cada um deles 
deveria ter resistência R. Após a fabricação, ele notou que alguns deles foram projetados 
erroneamente, de forma que cada um deles possui uma resistência RD = R/2. Tendo em vista que a 
lâmpada queimará se for percorrida por uma corrente elétrica superior a V/(R + L), em qual(is) dos 
circuitos a lâmpada queimará? 
 
(A) 1, apenas. 
(B) 2, apenas. 
(C) 1 e 3, apenas. 
(D) 2 e 3, apenas. 
(E) 1, 2 e 3. 
 
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Gabarito: D 
 
 
Resolução: 
No caso do circuito 1, os dois resistores estão em série e a resistência equivalente é R, portanto, a 
lâmpada não queima. No caso do circuito 2, os dois resistores estão em paralelo e a resistência 
equivalente é R/4, de forma que a lâmpada queima. No caso do circuito 3, a resistência equivalente é 
menor que R e a lâmpada também queima. 
 
4.Relês são dispositivos eletromecânicos usados para abrir e fechar contatos elétricos através da 
deflexão de uma lâmina metálica (armadura) que é atraída pelo campo magnético gerado por uma 
bobina, conforme ilustra a Figura A. 
a) No relê da Figura A, a constante elástica da mola presa à armadura é k = 1500 N/m. Quando a bobina 
é ligada, qual é a energia potencial da mola, se ela for distendida de x = 0,8 mm em relação à sua 
posição de equilíbrio? 
 
b) Resistores LDR (Resistor Dependente de Luz) apresentam alta resistência elétrica na ausência de luz, 
e baixa resistência quando iluminados. Um uso frequente desses resistores se verifica no acionamento 
de relês. A Figura B fornece a resistência do LDR do circuito da Figura C em função da intensidade 
luminosa. Qual é a tensão no LDR quando a intensidade de luz solar nele incidente é igual a I = 0,5 
 
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W/m2? 
 
 
Gabarito 
a) 
 
b) 
 
Do gráfico, para I = 0,5W/m2 RLDR = 7,0k 
 
 
 
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5.Na maioria dos peixes elétricos as descargas são produzidas por órgãos elétricos constituídos por 
células, chamadas eletroplacas, empilhadas em colunas. Suponha que cada eletroplaca se comporte 
como um gerador ideal. 
 
Suponha que o sistema elétrico de um poraquê, peixe elétrico de água doce, seja constituído de uma 
coluna com 5 000 eletroplacas associadas em série, produzindo uma força eletromotriz total de 600 V. 
 
Disponível em: <https://hypescience.com>. Adaptado. 
 
Considere que uma raia-torpedo, que vive na água do mar, possua um sistema elétrico formado por 
uma associação em paralelo de várias colunas, cada uma com 750 eletroplacas iguais às do poraquê, 
ligadas em série, constituindo mais da metade da massa corporal desse peixe. 
 
Disponível em: <www.megatimes.com.br>. Adaptado. 
 
Desconsiderando perdas internas, se em uma descarga a raia-torpedo conseguir produzir uma 
corrente elétrica total de 50 A durante um curto intervalo de tempo, a potência elétrica gerada por ela, 
nesse intervalo de tempo, será de 
 
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(A) 3 500 W. 
(B) 3 000 W. 
(C) 2 500 W. 
(D) 4 500 W. 
(E) 4 000 W. 
Gabarito: D 
Resolução: 
Dado que 5000 eletroplacas associadas em série produzem uma força eletromotriz total de 600 V, cada 
eletroplaca produz: 
Eind = 600/5000 
Eind = 0,12 V 
750 eletroplacas iguais às do poraquê, ligadas em série produzem uma força eletromotriz total de 
E750 = 750 . 0,12 
E750 = 90 V 
A potência elétrica gerada por ela, nesse intervalo de tempo, será de 
P = i . U 
P = 50 . 90 
P = 4500 W 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6. A figura representa uma balança eletromagnética utilizada para determinar a massa M do objeto 
preso a ela. Essa balança é constituída por um gerador ideal cuja tensão U pode ser ajustada, por um 
resistor ôhmico de resistência R = 40 Ω e por uma barra condutora AC, de massa e resistência elétrica 
desprezíveis, conectada ao gerador por fios ideais. A barra AC mede 50 cm e está totalmente imersa 
em um campo magnético uniforme de intensidade B = 1,6 T, perpendicularà barra e ao plano desta 
folha e apontado para dentro dela. O objeto, cuja massa pretende-se determinar, está preso por um fio 
isolante e de massa desprezível no centro da barra AC. 
 
Adotando g = 10 m/s2 e considerando que, para manter o objeto preso à balança em repouso, será 
necessário ajustar a tensão do gerador para U = 200 V, calcule, quando a balança estiver em 
funcionamento, 
a) a diferença de potencial, em V, nos terminais do resistor de 40 Ω e a potência dissipada por ele, em 
W. 
b) a intensidade da corrente elétrica, em ampères, que atravessa a barra AC e a massa M, em kg, do 
objeto preso a balança. 
 
Gabarito: 
 
a) Uma vez que a barra condutora AC tem resistência elétrica desprezível, a diferença de potencial nos 
terminais do resistor de 40 ? é igual à própria tensão do gerador que, nesse caso, é de 200 V. A potência 
dissipada por ele é dada por 
P = U2/R 
P = (200)2/40 
P = 1 000 W 
b) A intensidade da corrente elétrica que atravessa a barra AC é 
 
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U = R . i 
200 = 40 . i 
i = 5 A 
Na condição de equilíbrio, a força magnética é, em módulo, igual à força peso. Assim, temos: 
Fmagnética = P 
B . i . L . sen ? = m . g 
1,6 . 5 . 0,5 . 1 = m . 10 
m = 0,4 kg 
A massa M, em kg, do objeto preso à balança é, portanto, 0,4 kg. 
 
 
 
 
2º LEI DE OHM 
01.(UEFS-BA) Dois condutores metálicos, A e B de mesmo comprimento e constituídos 
do mesmo material, possuem áreas de secção transversal respectivamente iguais 
a SA e SB e estão em equilíbrio térmico entre si. Pode-se afirmar que o 
condutor A apresenta, em relação ao condutor B, igual: 
a) massa 
b) resistividade elétrica 
c) condutividade elétrica 
d) resistência elétrica 
e) grau de agitação dos átomos da rede cristalina 
 
 
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02. (UFC-CE) Um pássaro pousa em um dos fios de uma linha de transmissão de 
energia elétrica. O foi conduz uma corrente elétrica i = 1.000 A e sua resistência, por 
unidade de comprimento, é de 5,0∗10-5 Ω/m. A distância que separa os pés do pássaro, 
ao longo do fio, é de 6,0 cm. A diferença de potencial, em milivolts (mV), entre os seus 
pés é: 
a) 1,0 
b) 2,0 
c) 3,0 
d) 4,0 
e) 5,0 
 
03. (Famec-BA) Considerem-se dois fios condutores do mesmo material: o primeiro 
com diâmetro igual a 0,6 mm, comprimento 6 m e resistência 12 Ω e o segundo com 
diâmetro igual a 0,4 mm, comprimento igual a 4 m e resistência igual a x Ω. 
Com base nessas informações, conclui-se que x é igual a: 
a) 6 
b) 8 
c) 10 
d) 12 
e) 18 
 
 
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GABARITO Simulado Física – Segunda Lei de Ohm 
01 02 03 
B C E 
 
Resolução questão 01: 
– Como possuem o mesmo material, então possuem a mesma resistividade elétrica. 
Resolução questão 02: 
– Como R = ρ∗L/A, então a resistência por unidade de comprimento é R/L, que é igual a 
ρ/A, portanto, ρ/A = 5,0∗10-5 Ω/m. Colocando na equação temos: 
U = R∗i 
U = (ρ∗L/A)∗i 
U = L∗i(ρ/A) 
U = 0,06∗1.000∗5,0∗10-5 
U = 60∗5,0∗10-5 
U = 300∗10-5 
U = 3,0∗10-3 
U = 3,0 mV 
 
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Resolução questão 03: 
– Aplicando 2º lei de Ohm para o primeiro temos: 
R1 = ρ∗L1/A1 
12 = ρ∗6/π∗(0,3)2 
ρ = 2∗0,09∗π 
ρ = 0,18∗π Ω∗mm2/m 
– Aplicando para o segundo: 
R2 = ρ∗L2/A2 
R2 = 0,18∗π∗4/π∗(0,2)2 
R2 = 0,72/0,04 
R2 = 18 Ω