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18. (Uece) Um chuveiro elétrico fornece 12 litros de água por minuto, a uma temperatura de 40 °C. Supondo-se que a temperatura inicial da água seja 30 °C e que a corrente elétrica que atravessa o resistor do chuveiro seja de 10 A, o valor da resistência elétrica do chuveiro será de:
a) 84 Ω
b) 22 Ω
c) 11 Ω
d) 6 Ω
(Dados: densidade da água: 1 kg/L, calor específico da água: 4,2 kJ/kg °C)

a) 84 Ω
b) 22 Ω
c) 11 Ω
d) 6 Ω

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Física Básica - Corrente e resistência elétrica

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há 2 anos

Para determinar o valor da resistência elétrica do chuveiro, podemos utilizar a fórmula da potência elétrica: P = V * I Onde P é a potência, V é a diferença de potencial (tensão) e I é a corrente elétrica. Sabemos que a potência é dada pela fórmula: P = m * c * ΔT / Δt Onde m é a massa de água por unidade de tempo, c é o calor específico da água, ΔT é a variação de temperatura e Δt é o intervalo de tempo. No enunciado, é fornecido que o chuveiro fornece 12 litros de água por minuto, o que corresponde a uma massa de 12 kg por minuto (considerando a densidade da água igual a 1 kg/L). A variação de temperatura é dada por ΔT = 40 °C - 30 °C = 10 °C. Considerando que 1 cal = 4,2 J, podemos converter a potência para watts: P = (12 kg/min) * (4,2 kJ/kg °C) * (10 °C) / (60 s/min) P = 2,8 kJ/s P = 2800 W Agora, podemos determinar a resistência elétrica utilizando a fórmula da potência: P = V * I 2800 W = V * 10 A V = 280 V Por fim, podemos utilizar a lei de Ohm para determinar a resistência elétrica: R = V / I R = 280 V / 10 A R = 28 Ω Portanto, a alternativa correta é a letra E) 28 Ω.

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1) n elétrons atravessam sua seção transversal desde o instante t até o instante t + St. Como cada elétron apresenta, em módulo, a carga elementar e, no intervalo de tempo St passa por essa seção transversal uma carga elétrica Sq cujo valor absoluto é dado por: Sq = ne. A razão entre a carga elétrica Sq, que atravessa a seção transversal do condutor, e o correspondente intervalo de tempo St é denominada intensidade de corrente elétrica im, dada por: it q S S m=. A corrente contínua constante i ocorre quando seu sentido e intensidade são constantes com o tempo. Nesse caso, temos: im = i. Sentido convencional da corrente elétrica. O sentido da corrente elétrica é igual ao sentido do campo elétrico no interior do condutor. A corrente elétrica considerada nessas condições é denominada corrente convencional. Propriedade do gráfico i # t. A quantidade de carga que atravessa o condutor entre os instantes t1 e t2 é numericamente igual à área destacada no gráfico representado na figura 2. Circuito elétrico. Denominamos circuito elétrico o conjunto de aparelhos com os quais se pretende estabelecer uma corrente elétrica. O gerador elétrico é a parte interna do circuito; os demais aparelhos constituem a parte externa do circuito. Efeitos da corrente elétrica. A passagem da corrente elétrica através dos condutores acarreta diferentes efeitos dependendo da natureza do condutor e da intensidade de corrente. Os principais efeitos são: • fisiológico: corresponde à passagem de corrente elétrica por organismos vivos; Figura 1 É importante ressaltar que os elétrons livres, apesar de seu movimento ordenado, colidem continuamente com os átomos do material, seguindo trajetórias irregulares e com velocidades médias muito pequenas. Eles avançam na direção e no sentido da força elétrica, superpondo-se ao movimento caótico que resulta dos choques com os átomos do condutor como mostrado no destaque. Sq N= Área Figura 2 186 PDF-ALTA-186-197-MPFSR-TM20-M.indd 186 7/31/15 10:11 AM R U R A B i 0 θ i U i U tema 20 • Corrente e resistênCia elétriCa • térmico: também conhecido por efeito Joule, é causado pelo choque dos elétrons livres contra os átomos dos condutores; • químico: corresponde a determinadas reações quími- cas que ocorrem quando a corrente elétrica atravessa soluções eletrolíticas; • magnético: é aquele que se manifesta pela criação de um campo magnético na região em torno da corrente elétrica. Energia e potência da corrente elétrica. A potência elétrica consumida por um aparelho elé- trico é dada por: Pot = U $ i. A energia elétrica consumida por um aparelho elétri- co, num intervalo de tempo St, é dada por: Eel. = Pot $ St. Resistores. Resistor e resistência elétrica. Os resistores são elementos de circuito cuja função, entre outras, é transformar energia elétrica em energia térmica (dissipar energia elétrica) ou limitar a intensidade da corrente elétrica em circuitos eletrônicos. Os resistores têm como principal propriedade elétrica uma grandeza física denominada resistência elétrica. Lei de Ohm. Considere o resistor de resistência elétrica R (fig. 3), mantido a temperatura constante, que tem entre seus terminais uma ddp U e sendo percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i. Em um resistor ôhmico, de resistência elétrica R, mantido a temperatura constante, a diferença de potencial U aplicada entre seus terminais é diretamente proporcional à intensidade da corrente elétrica i que o atravessa. U = R $ i. Em esquemas de circuito, um resistor é representado pelo símbolo ilustrado na figura 4, colocando-se, acima ou abaixo, o valor de sua resistência elétrica R. Curva característica de um resistor ôhmico. O gráfico de U em função de i é uma reta que passa pela origem, constituindo, assim, a curva característica de um resistor ôhmico (fig. 5). Figura 4 Símbolo usado para a representação de um resistor em esquemas de circuitos elétricos. Figura 3 Representação de um resistor

NO VESTIBULAR
1 (UCS-RS) No circuito abaixo R1 = 10 C, R2 = R3 = 6 C e V = 26 V. Qual é o valor da corrente elétrica que passa pelo ponto A?

a) 0,4 A
b) 1,6 A
c) 2,0 A
d) 2,6 A
e) 4,0 A

2 (Mackenzie-SP) Um professor solicitou a um aluno que calculasse o valor da resistência elétrica do resistor R representado a seguir, de maneira que a potência dissipada pelo resistor de 4 C fosse 36 W. O estudante acertou a questão, pois sua resposta foi:

a) 2 C
b) 4 C
c) 6 C
d) 10 C
e) 16 C

3 (Ufac) Dois resistores R1 = 600 C e R2 = 600 C, estão associados conforme a figura:
A B
R2
R1
A resistência equivalente entre os pontos A e B, em ohm, é igual a:

a) 600 C
b) 1.200 C
c) zero
d) 300 C
e) 400 C

r do resistor X não é conhecido. Determine o valor da corrente, em mA, que atravessa o amperímetro quando a chave está fechada.

Um eletricista instala um chuveiro (pura- mente resistivo) de 8 kW de potência, projetado para operar em 220 volts, em uma residência onde a tensão é de 110 volts. Qual a potência máxima de aquecimen- to que este chuveiro fornecerá a esta residência?

a) 2 kW
b) 4 kW
c) 6 kW
d) 0 kW. A resistência do chuveiro irá queimar, pois o chuveiro consumirá mais energia.

(IFCE) No esquema ao lado, a lâmpada L possui resis- tência interna r e caracte- rísticas (0,9 W e 3 V). Cada resistor R possui resistência de 15 C. Essa lâmpada bri- lhará plenamente quando a manivela (chave S) for ligada na posição:

a) 1
b) 2
c) 3
d) 4
e) 5

(Uece) Assinale a alternativa correspondente à resis- tência equivalente entre os terminais OB do circuito da figura a seguir.

a) R5
b) R
c) R4 1 R
d) R5 2 R

(Unir-RO) Voltímetros e amperímetros são instrumen- tos de medida de diferença de potencial e intensidade de corrente elétrica em circuitos elétricos, respec- tivamente. Assinale a alternativa em que a ligação ao circuito e a resistência interna do instrumento produzem medidas adequadas.

a) Amperímetro: ligado em paralelo, resistência in- terna alta.
b) Voltímetro: ligado em série, resistência interna baixa.
c) Voltímetro: ligado em paralelo, resistência interna alta.
d) Amperímetro: ligado em série, resistência interna alta.
e) Amperímetro: ligado em paralelo, resistência in- terna baixa.

Como a corrente elétrica de saída da associação é i = 30 A, necessariamente i2 5 20 A. A ddp no resistor de cima vale: U 5 10 A 3 40 C 5 400 V. Os resistores estão associados em paralelo; assim, a ddp no resistor R2 também vale 400 V. Utilizando a lei de Ohm, obtemos: 400 5 R2 3 20 ` R2 5 20 C

a) 20
b) 30
c) 40

A partir da intensidade média de corrente elétrica, temos: i = S Sq t ] 2,5 $ 104 = $ S, q 2 0 10 5- ` Sq = 0,50 C

a) 0,50 C
b) 0,25 C
c) 0,10 C

Determinando a resistência interna do chuveiro: Pot 5 R U2 ] 8.000 5 R 2202 ` R 5 6,05 C Agora, conservando a resistência elétrica, calculamos a nova potência para uma tensão de 110 V: Pot 5 ,6 05 1102 ` P 5 2.000 W 5 2 kW

a) 2 kW
b) 1 kW
c) 500 W

Utilizando os valores especificados, conseguimos obter a resistência interna da lâmpada: r 5 Pot U2 5 ,0 9 32 ` r 5 10 C Com base na lei de Ohm, concluímos que a corrente elétrica necessária para a lâmpada brilhar plenamente vale 0,3 A. Portanto: 12 5 (r 1 nR) $ 0,3 ] 12 5 (10 1 15n) $ 0,3 ] ] n 5 2 Isso significa o uso de dois resistores de valor R em série, como indicado, com a chave na posição 3.

a) 2
b) 3
c) 4

Os pontos A, B, C, D e E apresentam o mesmo potencial. Assim, trata‑se de uma associação em paralelo de 5 resistores iguais a R. A resistência equivalente vale: ]R R R R R R R 1 1 1 1 1 1 5 .eq = + + + + = ] Req. 5 R 5

a) 5R
b) R/5
c) R

O amperímetro consiste em um galvanômetro de baixa resistência, ligado em paralelo a uma resistência shunt. A posição mais eficiente de conexão de um amperímetro no circuito é em série com o trecho que se deseja medir. O voltímetro consiste em um galvanômetro ligado em série a uma alta resistência, chamada multiplicadora. A posição mais eficiente de conexão de um voltímetro no circuito é em paralelo com o trecho que se deseja medir.

a) Apenas a primeira afirmativa está correta.
b) Apenas a segunda afirmativa está correta.
c) As duas afirmativas estão corretas.

15. Determine a quantidade de calor produzida por uma resistência quando percorrida por uma corrente elétrica de 20,0 A, durante 20 minutos? (Dado: 1 cal = 4,2 J).
a) 4,05 x 10^5 cal
b) 5,02 x 10^5 cal
c) 6,86 x 10^6 cal
d) 8,22 x 10^6 cal
e) 1,14 x 10^5 cal

a) 4,05 x 10^5 cal
b) 5,02 x 10^5 cal
c) 6,86 x 10^6 cal
d) 8,22 x 10^6 cal
e) 1,14 x 10^5 cal

16. (UEG-GO) Considere um circuito formado por 100 (cem) resistores ôhmicos associados em série e ligados a uma tensão U de 100 volts. Sabe-se que o valor da resistência de cada resistor, a partir do segundo, é igual ao do anterior adicionado a um número fixo.
100 resistores
3R 5RR
U
+ –
Se a resistência do primeiro resistor é R = 10 mΩ, qual a intensidade de corrente elétrica no circuito?
a) 0,10 A
b) 1,0 A
c) 10 A
d) 100 A

a) 0,10 A
b) 1,0 A
c) 10 A
d) 100 A

17. (UFRN) Conhecido como um dos equipamentos que mais consome energia em uma residência, o chuveiro elétrico está presente na maioria dos lares brasileiros.
Um chuveiro elétrico simples é composto por uma câmara, na qual existem dois resistores de dimensões diferentes, como mostrado na figura abaixo. Existe ainda uma chave seletora que pode ser ligada na posição VERÃO ou na posição INVERNO.
Y X
220 V
Chave seletora
Considere uma residência que consome, em média, 200 kWh por mês, na qual está instalado um chuveiro cujas especificações do fabricante são: 3.600 W/ 4.800 W, 220 V.
(Dados: P = VI; V = RI; E = P * t; 1,0 W * h = 3.600 J)
a) Em que posição da figura acima, X ou Y, deve ser ligada a chave seletora do chuveiro para que ele opere no modo INVERNO (4.800 W)? Justifique sua resposta.
b) Determine o consumo de energia pelo chuveiro operando no modo INVERNO, durante um banho cuja duração é de 10 minutos.

19. (Uece) Uma corrente elétrica de 3,0 A percorre um fio de cobre. Sabendo-se que a carga de um elétron é igual a 1,6 x 10^-19 C, o número de elétrons que atravessa, por minuto, a seção reta deste fio é, aproximadamente:
a) 1,1 x 10^21
b) 3,0 x 10^6
c) 2,0 x 10^10
d) 1,8 x 10^11

a) 1,1 x 10^21
b) 3,0 x 10^6
c) 2,0 x 10^10
d) 1,8 x 10^11

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NO VESTIBULAR1 (UCS-RS) No circuito abaixo R1 = 10 C, R2 = R3 = 6 C e V = 26 V. Qual é o valor da corrente elétrica que passa pelo ponto A?a) 0,4 Ab) 1,6 Ac) 2,0 Ad) 2,6 Ae) 4,0 A

2 (Mackenzie-SP) Um professor solicitou a um aluno que calculasse o valor da resistência elétrica do resistor R representado a seguir, de maneira que a potência dissipada pelo resistor de 4 C fosse 36 W. O estudante acertou a questão, pois sua resposta foi:a) 2 Cb) 4 Cc) 6 Cd) 10 Ce) 16 C

3 (Ufac) Dois resistores R1 = 600 C e R2 = 600 C, estão associados conforme a figura:A BR2R1A resistência equivalente entre os pontos A e B, em ohm, é igual a:a) 600 Cb) 1.200 Cc) zerod) 300 Ce) 400 C

r do resistor X não é conhecido. Determine o valor da corrente, em mA, que atravessa o amperímetro quando a chave está fechada.

(IFCE) No esquema ao lado, a lâmpada L possui resis- tência interna r e caracte- rísticas (0,9 W e 3 V). Cada resistor R possui resistência de 15 C. Essa lâmpada bri- lhará plenamente quando a manivela (chave S) for ligada na posição:a) 1b) 2c) 3d) 4e) 5

(Uece) Assinale a alternativa correspondente à resis- tência equivalente entre os terminais OB do circuito da figura a seguir.a) R5b) Rc) R4 1 Rd) R5 2 R

A partir da intensidade média de corrente elétrica, temos: i = S Sq t ] 2,5 $ 104 = $ S, q 2 0 10 5- ` Sq = 0,50 Ca) 0,50 Cb) 0,25 Cc) 0,10 C

Determinando a resistência interna do chuveiro: Pot 5 R U2 ] 8.000 5 R 2202 ` R 5 6,05 C Agora, conservando a resistência elétrica, calculamos a nova potência para uma tensão de 110 V: Pot 5 ,6 05 1102 ` P 5 2.000 W 5 2 kWa) 2 kWb) 1 kWc) 500 W

Os pontos A, B, C, D e E apresentam o mesmo potencial. Assim, trata‑se de uma associação em paralelo de 5 resistores iguais a R. A resistência equivalente vale: ]R R R R R R R 1 1 1 1 1 1 5 .eq = + + + + = ] Req. 5 R 5a) 5Rb) R/5c) R

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1 (UCS-RS) No circuito abaixo R1 = 10 C, R2 = R3 = 6 C e V = 26 V. Qual é o valor da corrente elétrica que passa pelo ponto A?

a) 0,4 A
b) 1,6 A
c) 2,0 A
d) 2,6 A
e) 4,0 A

2 (Mackenzie-SP) Um professor solicitou a um aluno que calculasse o valor da resistência elétrica do resistor R representado a seguir, de maneira que a potência dissipada pelo resistor de 4 C fosse 36 W. O estudante acertou a questão, pois sua resposta foi:

a) 2 C
b) 4 C
c) 6 C
d) 10 C
e) 16 C

3 (Ufac) Dois resistores R1 = 600 C e R2 = 600 C, estão associados conforme a figura:
A B
R2
R1
A resistência equivalente entre os pontos A e B, em ohm, é igual a:

a) 600 C
b) 1.200 C
c) zero
d) 300 C
e) 400 C

(IFCE) No esquema ao lado, a lâmpada L possui resis- tência interna r e caracte- rísticas (0,9 W e 3 V). Cada resistor R possui resistência de 15 C. Essa lâmpada bri- lhará plenamente quando a manivela (chave S) for ligada na posição:

a) 1
b) 2
c) 3
d) 4
e) 5

(Uece) Assinale a alternativa correspondente à resis- tência equivalente entre os terminais OB do circuito da figura a seguir.

a) R5
b) R
c) R4 1 R
d) R5 2 R

A partir da intensidade média de corrente elétrica, temos: i = S Sq t ] 2,5 $ 104 = $ S, q 2 0 10 5- ` Sq = 0,50 C

a) 0,50 C
b) 0,25 C
c) 0,10 C

Determinando a resistência interna do chuveiro: Pot 5 R U2 ] 8.000 5 R 2202 ` R 5 6,05 C Agora, conservando a resistência elétrica, calculamos a nova potência para uma tensão de 110 V: Pot 5 ,6 05 1102 ` P 5 2.000 W 5 2 kW

a) 2 kW
b) 1 kW
c) 500 W

Os pontos A, B, C, D e E apresentam o mesmo potencial. Assim, trata‑se de uma associação em paralelo de 5 resistores iguais a R. A resistência equivalente vale: ]R R R R R R R 1 1 1 1 1 1 5 .eq = + + + + = ] Req. 5 R 5

a) 5R
b) R/5
c) R