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Eletricidade Aplicada

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Conforme a figura, um circuito elétrico dispõe de uma fonte de tensão de 100 V e de dois resistores, cada qual a 0,50 Ω. Um resistor encontra-se imerso no recipiente contendo 2,0 kg de água com temperatura inicial de 20 ºC, calor específico de 4,18 kJ/kg ºC e calor latente de vaporização 2.230 kJ/kg. Com a chave S fechada, a corrente elétrica do circuito faz com que o resistor imerso dissipe calor, que é integralmente absorvido pela água. Durante o processo, o sistema é isolado termicamente e a temperatura da água permanece sempre homogênea. Mantido o resistor imerso durante todo o processo, o tempo necessário para vaporizar 1,0 kg de água é

A) 67 s.
B) 223 s.
C) 256 s.
D) 446 s.
E) 580 s.
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Para resolver essa questão, precisamos calcular a potência dissipada pelo resistor e, em seguida, determinar quanto tempo levará para vaporizar 1,0 kg de água. 1. Cálculo da resistência total: Como os resistores estão em série, a resistência total \( R_t \) é: \[ R_t = R_1 + R_2 = 0,50 \, \Omega + 0,50 \, \Omega = 1,0 \, \Omega \] 2. Cálculo da corrente elétrica \( I \) usando a Lei de Ohm: \[ I = \frac{V}{R_t} = \frac{100 \, V}{1,0 \, \Omega} = 100 \, A \] 3. Cálculo da potência \( P \) dissipada pelo resistor: \[ P = I^2 \cdot R = (100 \, A)^2 \cdot 0,50 \, \Omega = 5000 \, W \] 4. Cálculo da energia necessária para vaporizar 1,0 kg de água: A energia necessária para vaporizar 1,0 kg de água é dada pelo calor latente de vaporização: \[ Q = m \cdot L = 1,0 \, kg \cdot 2230 \, kJ/kg = 2230 \, kJ = 2230000 \, J \] 5. Cálculo do tempo \( t \) necessário para vaporizar a água: \[ t = \frac{Q}{P} = \frac{2230000 \, J}{5000 \, W} = 446 \, s \] Portanto, o tempo necessário para vaporizar 1,0 kg de água é D) 446 s.

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Os quatro resistores mostrados na figura a seguir têm, cada um, resistência igual a 4 Ω e a força eletromotriz da fonte (ε), considerada ideal, é 6 V. A partir dessas informações, pode-se afirmar que a corrente no resistor IV é:

A) 0,75 A
B) 0,6 A
C) 1 A
D) 0,9 A
E) 2 A

O capacitor do circuito a seguir se encontra descarregado e a chave ch está aberta. Em um dado instante, a chave é fechada e a bateria começa a fornecer corrente elétrica para o circuito. No instante do fechamento da chave a corrente é I1, contudo, à medida que o tempo passa, a corrente varia, tendendo gradativamente a um valor bem definido, I2. Calcule a razão . Considere R1 = R2 = R3 = R.

A) 1,5
B) 1,8
C) 2,1
D) 2,4
E) 2,7

No projeto de um trecho de circuito temos uma lâmpada de especificação 48 W – 24 V, uma resistência de 5 Ω e um reostato. Entre os terminais X e Y uma fonte estabelecerá uma ddp de 30 V. Qual deve ser a resistência no reostato para que a lâmpada dissipe a potência indicada na especificação?

a) 7,5 Ω
b) 5 Ω
c) 12 Ω
d) 6,5 Ω

Temos 3 resistores em paralelo, R1, R2 e R3, percorridos pelas correntes i1, i2 e i3, respectivamente. Se R1 = 20 Ω, R3 = 25 Ω; i1 = 5 A e i2 = 10 A; então R2 e i3 são, respectivamente:

a. 10 Ω e 4 A
b. 20 Ω e 10 A
c. 20 Ω e 4 A
d. 4 Ω e 20 A
e. 4 Ω e 10 A

Pela secção reta de um condutor de eletricidade passam 6,0 C a cada 60 segundos. Nesse condutor, a intensidade da corrente elétrica, em amperes, é igual a. Dado: i = .

(A) 0,08.
(B) 0,10.
(C) 0,12.
(D) 0,50.
(E) 0,60.

As indicações de fábrica num aquecedor é . Quando ligamos numa fonte de 120 V, pode-se afirmar que a intensidade de corrente que percorre o aquecedor é de. Dado: U = R · i; P = U · i.

(A) 5 A.
(B) 10 A.
(C) 20 A.
(D) 30 A.
(E) 40 A.

Na década de 1780, o médico italiano Luigi Galvani realizou algumas observações, utilizando rãs recentemente dissecadas. Em um dos experimentos, Galvani tocou dois pontos da musculatura de uma rã com dois arcos de metais diferentes, que estavam em contato entre si, observando uma contração dos músculos, conforme mostra a figura: Interpretando essa observação com os conhecimentos atuais, pode-se dizer que as pernas da rã continham soluções diluídas de sais. Pode-se, também, fazer uma analogia entre o fenômeno observado e o funcionamento de uma pilha. Considerando essas informações, foram feitas as seguintes afirmacoes: I. Devido à diferença de potencial entre os dois metais, que estão em contato entre si e em contato com a solução salina da perna da rã, surge uma corrente elétrica. II. Nos metais, a corrente elétrica consiste em um fluxo de elétrons. III. Nos músculos da rã, há um fluxo de íons associado ao movimento de contração. Está correto o que se afirma em:

a) I, apenas.
b) III, apenas.
c) I e II, apenas.
d) II e III, apenas.
e) I, II e III.

Atualmente há um número cada vez maior de equipamentos elétricos portáteis e isto tem levado a grandes esforços no desenvolvimento de baterias com maior capacidade de carga, menor volume, menor peso, maior quantidade de ciclos e menor tempo de recarga, entre outras qualidades. Outro exemplo de desenvolvimento, com vistas a recargas rápidas, é o protótipo de uma bateria de íon-lítio, com estrutura tridimensional. Considere que uma bateria, inicialmente descarregada, é carregada com uma corrente média im = 3,2 A até atingir sua carga máxima de Q = 0,8 Ah. O tempo gasto para carregar a bateria é de

a) 240 minutos.
b) 90 minutos.
c) 15 minutos.
d) 4 minutos.

Considere dois resistores com resistências R1 e R2. A resistência equivalente na associação em série de R1 e R2 é quatro vezes o valor da resistência da associação em paralelo. Assim, é correto afirmar-se que:

A) R1 = R2.
B) R1 = 4 R2.
C) R1 = R2.
D) R1 = 2 R2.

Um engenheiro elétrico deseja construir o circuito elétrico representado na figura para ligar algumas lâmpadas. Esse engenheiro dispõe de lâmpadas que apresentam impressas, no vidro do bulbo, as características (10 V – 6 W). Se a corrente que o filamento do fusível suporta, sem se romper, é de 6 A, então, quantas lâmpadas ligadas em paralelo podem ser colocadas entre o terminal AB?

a) 2
b) 12
c) 10
d) 15
e) 5

Analise as afirmacoes. I. A energia gerada por uma usina hidrelétrica é de 800 MW. Em um dia, ela produz 19,2 kWh de potência. II. Um aparelho de som traz a inscrição 12 W-127 V. A energia que ele consome em 5 h de funcionamento, quando ligado adequadamente, é de 6,0 · 10–2 kWh. III. Uma lâmpada de filamento, cuja especificação é 60 W-220 V, queima quando ligada na rede de 127 V. É correto apenas o que se afirma em

(A) I.
(B) II.
(C) III.
(D) I e II.
(E) II e III.

Considerando-se a aplicação de diferenças de potenciais em resistores, é INCORRETO afirmar que:

a) a resistência elétrica de um resistor é a razão entre a diferença de potencial aplicada e a corrente elétrica que o atravessa.
b) numa associação de resistores em série, o que caracteriza a ligação é o fato de cada resistor ser percorrido pela mesma corrente elétrica.
c) numa associação de resistores em paralelo, o que caracteriza a ligação é o fato de que todos os resistores estão submetidos à mesma diferença de potencial.
d) numa associação de resistores em série, a resistência equivalente é maior que qualquer uma das resistências dos resistores.
e) a potência dissipada num resistor, por efeito joule, é igual ao produto da corrente que o percorre pela resistência do resistor.

Passa uma corrente elétrica de 4 A, três resistores estão conectados a uma fonte ideal de força eletromotriz de 20 V. Os valores da resistência total deste circuito e da resistência Rx são, respectivamente, (A) 0,8 e 2,6. (B) 0,8 e 4,0. (C) 5,0 e 5,0. (D) 5,0 e 10,0. (E) 10,0 e 4,0.

(A) 0,8 e 2,6.
(B) 0,8 e 4,0.
(C) 5,0 e 5,0.
(D) 5,0 e 10,0.
(E) 10,0 e 4,0.

Em uma experiência, três lâmpadas idênticas {L1, L2, L3} foram inicialmente associadas em série e conectadas a uma bateria E de resistência interna nula. Cada uma dessas lâmpadas pode ser individualmente ligada à bateria E sem se queimar. Observe o esquema desse circuito, quando as três lâmpadas encontram-se acesas: Em seguida, os extremos não comuns de L1 e L2 foram conectados por um fio metálico, conforme ilustrado abaixo: A afirmativa que descreve o estado de funcionamento das lâmpadas nessa nova condição é:

(A) As três lâmpadas se apagam.
(B) As três lâmpadas permanecem acesas.
(C) L1 e L2 se apagam e L3 permanece acesa.
(D) L3 se apaga e L1 e L2 permanecem acesas.

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