Lista UA 08_Eletrodinâmica circuitos elétricos

Prévia do material em texto

Lista de exercícios (UA 08): Eletrodinâmica: Circuitos Elétricos 
 Profª. Dra. Maria Elenice dos Santos 
 
 (QUESTÃO 01) A Força eletromotriz, descrita como f.e.m., trata-se do potencial elétrico, medido em 
Volts, fornecido por um gerador, uma bateria, por exemplo, para um circuito ou dispositivo elétrico. 
Constitui uma grandeza escalar que pode ser definida como a energia potencial elétrica por unidade de carga. 
 A força eletromotriz pode ser compreendida como a quantidade de trabalho que um gerador realiza 
para mover as cargas elétricas entre dois pontos de um circuito. As baterias são capazes de realizar trabalho 
sobre partículas eletricamente carregadas, transformando diferentes formas de energias em energia elétrica. 
Matematicamente, pode-se definir a força eletromotriz a partir da equação que segue: 
 
q
U
 
 
Sendo ε a força eletromotriz, U a energia potencial elétrica e q a carga da partícula. Qual das afirmações 
abaixo a respeito da fem é verdadeira? 
a) Fem é o trabalho realizado por unidade de carga para transportar a corrente de um terminal de uma 
fonte para o outro terminal. 
b) Fem é o trabalho realizado por unidade de carga para transportar uma carga de um terminal de uma 
fonte para outro terminal. 
c) Fem é a força por unidade de carga exercida sobre uma carga para transportá-la de um terminal de 
uma fonte para outro terminal. 
d) Fem é a carga total transportada de um terminal de uma fonte para outro terminal. 
e) Fem é a força eletromagnética exercida entre os terminais de uma fonte. 
 
Resposta: Letra B. 
Resolução: Com base na equação 
q
U
 , a força eletromotriz é definida como o trabalho realizado por 
unidade de carga para transportar uma carga de um terminal de uma fonte para outro terminal. 
 
(QUESTÃO 02) Os geradores elétricos constituem as fontes da força eletromotriz, que move os aparelhos 
eletroeletrônicos. Como todos os dispositivos reais, os geradores apresentam resistência 
elétrica interna não nula, ou seja, quando se liga um gerador elétrico a algum circuito ou dispositivo elétrico, 
parte da força eletromotriz que ele produz é dissipada pelo seu próprio funcionamento, por definição, este é 
o Efeito Joule. Desse modo, o gerador acaba fornecendo um potencial elétrico um pouco menor que sua 
força eletromotriz. 
 Nos geradores elétricos, o sentido convencional da corrente mostra que as cargas elétricas sempre 
fluem do menor (negativo) para o maior (positivo) potencial elétrico, indicando que, durante sua passagem 
pelo gerador, as cargas ganham energia elétrica. Nos dispositivos que consomem essa energia elétrica, 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/geradores-eletricos-forca-eletromotriz.htm
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-resistencia-eletrica.htm
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-resistencia-eletrica.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/efeito-joule.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/potencial-eletrico-v.htm
geralmente resistores e receptores, o sentido da corrente vai sempre do maior para o menor potencial, uma 
vez que esses dispositivos utilizam parte da energia presente na corrente elétrica. 
 Qual é a diferença entre uma fonte de tensão ideal e uma fonte de tensão real? 
a) O potencial elétrico de uma fonte de tensão real é limitado, enquanto o de uma fonte de tensão ideal 
é ilimitado. 
b) A resistência de uma fonte de tensão real é finita e a resistência de uma fonte de tensão ideal é 
ilimitado. 
c) Uma fonte de tensão real pode conduzir uma corrente elétrica, o que não acontece com uma fonte 
ideal. 
d) Uma fonte de tensão real possui uma resistência interna, o que não acontece com uma fonte de 
tensão ideal. 
e) Uma fonte de tensão real produz uma diferença de potencial entre os terminais, o que não acontece 
com uma fonte de tensão ideal. 
 
Resposta: Letra D. 
 
Resolução: Uma fonte de tensão real possui resistência interna e, nesse caso, uma parte do que a fonte gera 
deverá ser utilizado na própria fonte, uma vez que a resistência interna transformará esta energia em calor, 
devido ao efeito Joule. 
 
(QUESTÃO 03) Muito da tecnologia avançada nos dias de hoje se deve ao fato do grande 
desenvolvimento dos estudos dos circuitos elétricos. Assim, é fundamental entender um circuito, seu 
princípio de funcionamento na prática e quais são os elementos que o compõe. Um circuito elétrico nada 
mais é do que o conjunto de vários elementos que possuem funções diferentes, a fim de se obter a finalidade 
desejada. 
 Os resistores são elementos de um circuito que, basicamente possuem a função de transformar 
energia elétrica em energia térmica através do Efeito Joule e, assim, limitar a corrente elétrica em 
um circuito. Estes podem ser combinados de duas formas: (1) Combinação em série: nesse caso quando 
combinados, a resistência equivalente referente a essa combinação irá aumentar de forma que se obtenha a 
resistência total desejada. (2) Combinação em paralelo: nesse caso, a resistência equivalente referente a essa 
combinação irá diminuir de forma que se obtenha a resistência total desejada. 
 Além dos resistores existem os chamados capacitores, que também são denominados condensadores. 
Estes possuem a função de armazenar cargas elétricas e assim gerar energia eletrostática. 
 Existem os geradores, elementos responsáveis por transformar diversos tipos de energia em energia 
elétrica. Alguns tipos de energia transformada pelo gerador são: energia térmica, mecânica, química e etc. 
 Cabe citar também os indutores, uma espécie de dispositivo elétrico que tem como função principal 
armazenar energia elétrica na forma de campos magnéticos. Normalmente um indutor é construído como 
uma bobina feita de um fio condutor. 
https://www.coladaweb.com/fisica/eletricidade/efeito-joule
 Na análise de um circuito elétrico que contém uma bateria e pelo menos um resistor, qual é a 
variação de potencial de um terminal ao outro do resistor no sentido da corrente? 
a) + i2R 
b) - i2R 
c) + iR 
d) - iR 
e) Zero. 
 
Resposta: Letra D. 
 
Resolução: A segunda Lei de Kirchhoff diz que a soma algébrica das forças eletromotrizes em qualquer 
malha é igual a soma algébrica das quedas de potencial ou dos produtos iR contidos na malha. Neste caso, 
a variação de potencial de um terminal ao outro do resistor no sentido da corrente deverá ser –iR, o que 
configura um ganho de energia desta magnitude. 
 
(QUESTÃO 04) Pode-se definir a força eletromotriz de um gerador como a força que existe em 
dispositivos (pilhas secas, baterias solares, etc.), que são capazes de realizar trabalho sobre as cargas elétricas 
que passam através deles, fazendo estabelecer assim uma tensão entre os seus terminais. Em outras palavras, 
se um gerador realiza trabalho ao transportar uma carga q entre seus polos (negativo para positivo), a força 
eletromotriz (f.e.m) é representada pela seguinte equação que segue: 
 
q
W
 
 
Onde: ε constitui a força eletromotriz, W o trabalho realizado e q a carga elétrica. No Sistema 
Internacional de Unidades (SI) a f.e.m é dado por:   V
C
J
 . 
 Além da força eletromotriz existe também a chamada “Força contra eletromotriz”. 
Ao receber energia do gerador elétrico, um receptor transforma parte dessa energia em energia mecânica útil 
e o restante em calor. A diferença da representação existente no circuito entre gerador e receptor está no 
sentido da corrente elétrica, o que possibilita sua definição como sendo a relação entre a potência útil 
fornecida a um receptor e a intensidade da corrente que o atravessa. 
 Na análise de um circuito elétrico que contém uma fonte de tensão ideal cuja fem é ε e pelo menos 
um resistor, qual é a variação de potencial de um terminal do outro da fonte, no sentido da seta? 
a) +ε 
b) -ε 
c) +ε / R 
d) –ε / R 
e) Zero. 
 
Resposta: Letra A. 
 
Resolução: A variação de potencial de um terminal até o outro deverá ser a própriaforça eletromotriz, pois, 
sendo uma fonte ideal não existe resistência interna capaz de consumir parte da energia produzida pela 
fonte. O sinal positivo é devido ao fato do sentido adotado ser o sentido da seta. 
 
 
(QUESTÃO 05) Um circuito elétrico se faz de diversos componentes, os quais são fundamentais e cada um 
possui uma função. São eles: resistores, capacitores, indutores, fontes de tensão e fontes de corrente elétrica. 
 Dentro do conceito de circuitos, as Leis de Kirchhoff são empregadas em circuitos elétricos mais 
complexos, como por exemplo circuitos com mais de uma fonte de resistores estando em série ou em 
paralelo. Define-se um nó como um ponto onde três, ou mais condutor são ligados e malha constitui 
qualquer caminho do condutor fechado. 
 A primeira Lei de Kirchhoff diz que: em qualquer nó, a soma das correntes que apontam para fora do 
nó deverá ser igual à soma das correntes que chegam até ele. Esta lei é uma consequência da conservação da 
carga total existente no circuito, provando que não existe acúmulo de cargas nos nós. Já a segunda Lei de 
Kirchhoff diz que a soma algébrica das forças eletromotrizes em qualquer malha é igual a soma algébrica das 
quedas de potencial ou dos produtos iR contidos na malha. Na análise de um circuito com vários 
componentes (baterias, resistores, etc.,), qual das afirmações abaixo, a respeito das correntes que 
entram e saem de um nó, é verdadeira? 
a) A soma das correntes que entram no nó é igual à corrente total que atravessa a bateria. 
b) A soma das correntes que entram no nó é zero. 
c) A soma das correntes que entram no nó é igual à soma das correntes que saem do nó. 
d) As correntes que entram no nó saem todas por uma única saída. 
e) As correntes que entram no nó saem pelo mesmo caminho por onde entram. 
 
Resposta: Letra C. 
 
Resolução: Define-se a primeira Lei de Kirchhoff da seguinte forma: em qualquer nó, a soma 
das correntes que apontam para fora do nó deverá ser igual à soma das correntes que chegam até ele. Esta 
lei é uma consequência da conservação da carga total existente no circuito, provando que não existe 
acúmulo de cargas nos nós. Esta lei é dada pela equação que segue: 
 
0
1

j
ji 
https://www.infoescola.com/fisica/circuitos-eletricos/
https://www.infoescola.com/fisica/resistores/
https://www.infoescola.com/fisica/corrente-eletrica/
https://www.infoescola.com/fisica/corrente-eletrica/