Aulas 8 a 14 (Curso de Eletrodinâmica)

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Aula 8 Introdução aos circuitos elétricos: tensão e corrente elétrica Professor João Pedro Nunes de Souza Acadêmico de Medicina - Faculdade de Medicina do ABC Acadêmico de Licenciatura Interdisciplinar - Universidade Federal do ABC

Contextualizando... 1. Circuitos são construções que utilizam os conhecimentos da elétrica para suprir determinados fins como acender uma lâmpada e ligar a geladeira ou a televisão 2. Existem vários componentes básicos como fios, resistores, geradores e receptores que servem para moldar as grandezas físicas de tensão (ddp), corrente elétrica e resistência da maneira desejada

Sumário 1. Tensão 2. Corrente elétrica 3. Aplicações

1. Tensão • A tensão (ddp) já estudada em eletrostática agora será basicamente associada ao funcionamento de uma pilha (gerador) que tem dois polos: positivo e negativo

2. Corrente elétrica • Corrente elétrica é um movimento ordenado de elétrons • Ela é classificada em: • Convencional (usada): sentido contrário ao movimento dos elétrons (polo + para polo -) • Real: sentido real dos elétrons

No curso de eletromagnetismo, trabalharemos os conceitos, principalmente, voltados para a aplicação em sólidos como fios metálicos

2. Corrente elétrica • A corrente elétrica é calculada pela quantidade de carga elétrica que atravessa certa área de uma secção transversal de um fio condutor durante certo intervalo de tempo. E a unidade de medida é A (ampère). • Então, apesar de comumente indicarmos o “sentido” da corrente, ela é uma grandeza escalar

2. Corrente elétrica • A corrente elétrica pode ser contínua (não varia) ou alternada (varia)

2. Corrente elétrica • Quando ela for variável, é possível calculá-la por meio da análise do gráfico de i (corrente) x t (tempo): • Primeiro calcula-se a área interna do gráfico que é equivalente à quantidade de carga • Depois, realiza-se a divisão entre a carga total encontrada e o intervalo de tempo considerado

2. Corrente elétrica • Dependendo da sua intensidade, ela causa efeitos no corpo humano

• Existem até animais na natureza que podem produzir correntes elétricas como o peixe Poraquê da região Norte do Brasil

(UEL) Considere as seguintes afirmativas a respeito de um segmento AB de um fio metálico por onde passa uma corrente elétrica contínua e constante. I. A corrente elétrica em AB é um fluxo de elétrons. II. A carga elétrica total de AB é constante. III. Há uma diferença de potencial elétrico entre os extremos de AB. Quais destas afirmativas são verdadeiras? a) somente I b) somente II c) somente III d) somente I e II e) I, II e III

(UEL) Considere as seguintes afirmativas a respeito de um segmento AB de um fio metálico por onde passa uma corrente elétrica contínua e constante. I. A corrente elétrica em AB é um fluxo de elétrons. II. A carga elétrica total de AB é constante. III. Há uma diferença de potencial elétrico entre os extremos de AB. Quais destas afirmativas são verdadeiras? a) somente I b) somente II c) somente III d) somente I e II e) I, II e III

(Unifor) Um fio condutor, de secção constante, é percorrido por uma corrente elétrica constante de 4,0 A O número de elétrons que passa por uma secção reta desse fio, em um minuto, é: a) 1,5 1021 b) 4,0 1020 c) 2,5 1019 d) 1,5 1018 e) 4,0 1017

(Unifor) Um fio condutor, de secção constante, é percorrido por uma corrente elétrica constante de 4,0 A O número de elétrons que passa por uma secção reta desse fio, em um minuto, é: a) 1,5 1021 b) 4,0 1020 c) 2,5 1019 d) 1,5 1018 e) 4,0 1017 4 A = 4 C/s

2,5 . 1019 . 60 = 1,5 1021

(IME) A intensidade da corrente elétrica em um condutor metálico varia, com o tempo, de acordo com o gráfico a seguir.

Sendo o módulo da carga elementar e 1,6 1019 C, determine: a) a carga elétrica que atravessa uma secção do condutor em 8 s b) o número de elétrons que atravessa uma secção do condutor durante esse mesmo tempo c) a intensidade média da corrente entre os instantes 0 s e 8 s

(IME) A intensidade da corrente elétrica em um condutor metálico varia, com o tempo, de acordo com o gráfico a seguir.

Sendo o módulo da carga elementar e 1,6 1019 C, determine: a) a carga elétrica que atravessa uma secção do condutor em 8 s A carga elétrica que atravessa uma seção do condutor em 4s é de 0,32C Q = (B + b).h/2 Q = ( 8 + 2). 64.10^-3 / 2 Q = 320.10^ -3 C ou Q = 0,32 C b) o número de elétrons que atravessa uma secção do condutor durante esse mesmo tempo O número de elétrons (n), será de 2.10^18 elétrons n = Q/e n = 0,32/ 1,6.10^-19 n = 2.10^18 elétrons c) a intensidade média da corrente entre os instantes 0 s e 8 s i= Q/t i = 0,32/ 8 i = 0,04A ou 40mA

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Aula 9 Leis de Ohm Professor João Pedro Nunes de Souza Acadêmico de Medicina - Faculdade de Medicina do ABC Acadêmico de Licenciatura Interdisciplinar - Universidade Federal do ABC

Sumário 1. 2. 3. 4.

Primeira Lei de Ohm Segunda Lei de Ohm Efeito Joule Aplicações

1. Primeira Lei de Ohm • U = R.i • Os resistores ôhmicos são • Onde, no SI, as unidades aqueles que respeitam a são definidas por: 1° Lei de Ohm U = ddp [V] • Resistor real e suas R = resistência [Ω] representações: i = corrente elétrica [A]

1. Primeira Lei de Ohm

2. Segunda Lei de Ohm • É a lei que determina a resistência de um fio elétrico em função de suas propriedades e medidas • Note que a resistividade é característica do material ρ (“rô”) Área (A)

Comprimento (L)

2. Segunda Lei de Ohm • Reostato são resistores que podemos ajustar a resistência de acordo com o comprimento que determinamos

3. Efeito Joule • É a transformação de energia elétrica em energia térmica por meio da colisão das partículas dentro de um material condutor percorrido por corrente elétrica • Quanto maior a resistência do material, maior é a transformação entre as energias • É o princípio básico do funcionamento do chuveiro elétrico • Fórmula que expressa a energia elétrica transformada em térmica: E = R . i2 . Δt

3. Efeito Joule

(UEMA) Explique, de acordo com as leis da Física, porque um ferro elétrico, ligado a uma tomada, esquenta, enquanto o fio, que liga o ferro à tomada, continua frio. (Uneb-BA) Um resistor ôhmico, quando submetido a uma ddp de 40 V, é atravessado por uma corrente elétrica de intensidade 20 A. Quando a corrente que o atravessa for igual a 4 A, a ddp, em volts, nos seus terminais será: a) 8 b) 12 c) 16 d) 20 e) 30

(UEMA) Explique, de acordo com as leis da Física, porque um ferro elétrico, ligado a uma tomada, esquenta, enquanto o fio, que liga o ferro à tomada, continua frio. Efeito Joule. A resistência do ferro é alta e, por isso, há maior transformação de energia elétrica em térmica. E a resistência do fio ligado na tomada é baixa. (Uneb) Um resistor ôhmico, quando submetido a uma ddp de 40 V, é atravessado por uma corrente elétrica de intensidade 20 A. Quando a corrente que o atravessa for igual a 4 A, a ddp, em volts, nos seus terminais R=U será: i a) 8 R = 40 20 b) 12 R = 2Ω c) 16 U=R.i d) 20 U=2.4 e) 30 U=8V

(Esam) Num trecho de um circuito, um fio de cobre é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i, quando aplicada uma ddp U. Ao substituir esse fio por outro, também de cobre, de mesmo comprimento, mas com o diâmetro duas vezes maior, verifica-se que a intensidade da nova corrente elétrica: a) permanece constante b) se reduz à metade c) se duplica d) se triplica e) se quadruplica Note que o fio é cilíndrico e formado de cobre, cuja resistividade é de 1,7.10⁻⁸ Ω.m. Este fio apresenta um comprimento de L metros e área da seção transversal igual a A = π.(d/2)². A resistência de um fio condutor pode ser calculada utilizando a segunda Lei de Ohm: R = ρ.L/π.(d²/4) onde ρ e A são a resistividade e a área da seção transversal, respectivamente, L é o comprimento do fio. A corrente na primeira situação será i = U/R Para o fio de mesmo comprimento mas diâmetro duas vezes maior, temos: A = π(2d/2)² A' = π.d² Substituindo na fórmula: R' = ρ.L/π.d² A razão entre as resistências é: R'/R = (ρ.L/π.d²)/ρ.L/π.(d²/4) R'/R = 1/4 A resistência na nova situação é 1/4 da anterior, logo: i' = U/(R/4) i' = 4.U/R i' = 4.i

(UFU) Normalmente, as distâncias entre os fios (desencapados) da rede elétrica de alta-tensão são inferiores às distâncias entre as pontas das asas de algumas aves quando em vôo. Argumentando que isso pode causar a morte de algumas aves, ecologistas da região do Pantanal Mato-grossense têm criticado a empresa de energia elétrica da região. Em relação a esta argumentação, pode-se afirmar que: a) Os ecologistas não têm razão, pois sabe-se que é nula a resistência elétrica do corpo de uma ave. b) Os ecologistas têm razão, pois a morte de uma ave poderá se dar com sua colisão com um único fio e, por isto, a maior proximidade entre os fios aumenta a probabilidade desta colisão. c) Os ecologistas têm razão, uma vez que, ao encostar simultaneamente em dois fios, uma ave provavelmente morrerá eletrocutada. d) Os ecologistas não têm razão, uma vez que, ao encostar simultaneamente em dois fios, uma ave nunca morrerá eletrocutada. e) Os ecologistas não têm razão, pois sabe-se que o corpo de uma ave é um isolante elétrico, não permitindo a passagem de corrente elétrica.

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Aula 10 Associação de Resistores Professor João Pedro Nunes de Souza Acadêmico de Medicina - Faculdade de Medicina do ABC Acadêmico de Licenciatura Interdisciplinar - Universidade Federal do ABC

Contextualizando... 1. Os resistores, apesar de de possuírem uma resistência fixa, podem ser dispostos de diferentes maneiras de forma a aumentarem ou diminuírem a resistência total do circuito ou de certo trecho 2. Essa associação dos resistores pode ser representada por um único resistor com a chamada resistência equivalente

Sumário 1. Tipos de associação 2. Curto circuito 3. Aplicações

1. Tipos de associação • Associação em série

• Associação em paralelo

1. Tipos de associação • Associação em série: i = cte U = U1 + U2 + U3 Req = R1 + R2 + R3

1. Tipos de associação • Reostato: resistores de resistência variável

1. Tipos de associação • Associação em paralelo: U = cte i = i 1 + i2 + i3 • Fórmula geral • Fórmula para n resistores iguais: • Fórmula para dois resistores qualquer:

2. Curto circuito • Dois pontos estão em curto circuito quando são ligados por um fio de resistência desprezível (fio ideal) e, portanto, a corrente elétrica percorre esse trecho preferencialmente a outros com resistência não desprezível

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Aula 11 Geradores e Receptores Elétricos Professor João Pedro Nunes de Souza Acadêmico de Medicina - Faculdade de Medicina do ABC Acadêmico de Licenciatura Interdisciplinar - Universidade Federal do ABC

Sumário 1. Geradores elétricos 2. Receptores elétricos 3. Aplicações

1. Gerador elétrico • Aparelho que transforma outros tipos de energia em energia elétrica

• A ddp (UAB) gerada pelo gerador (pilha) é chamada de força eletromotriz “E” • O gerador possui uma resistência interna “r” • O polo + é o traço maior e o polo - é o traço menor • A corrente convencional vai do + para o -

1. Gerador elétrico • Expressão que dita o funcionamento do gerador: UAB = E – r . i UAB = tensão fornecida ao circuito [V] E = força eletromotriz (ddp do gerador) [V] r = resistência interna [Ω] i = intensidade da corrente elétrica [A]

1. Gerador elétrico • Circuito simples: um gerador + um resistor

• Lei de Pouillet

ou

1. Gerador elétrico • Associação de geradores: em série

1. Gerador elétrico • Associação de geradores: paralelo

1. Gerador elétrico • Gráfico do gerador: UAB = E – r . i

2. Receptor elétrico • Aparelho que transforma energia elétrica em outros tipos de energia além da térmica UAB = E’ + r’.i UAB = tensão fornecida pelo circuito [V] E’ = força contra-eletromotriz (tensão recebida) [V] r' = resistência interna [Ω] i = intensidade da corrente elétrica [ A ]

2. Receptor elétrico • Gráfico do receptor: UAB = E’ + r’.i

(UMC) Uma bateria elétrica, de resistência interna r = 5 Ω e fem E = 9 V, fornece corrente a um resistor cilíndrico de raio a = 0,02 cm e comprimento L = 31,4 cm. Um amperímetro ideal registra uma corrente elétrica de 1,2 A passando pelo resistor.

a) Faça um esboço do circuito. b) Qual a tensão elétrica que o gerador aplica nos extremos do resistor cilíndrico? c) Qual a resistividade do metal do resistor cilíndrico em Ω.m?

(UMC) Uma bateria elétrica, de resistência interna r = 5 Ω e fem E = 9 V, fornece corrente a um resistor cilíndrico de raio a = 0,02 cm e comprimento L = 31,4 cm. Um amperímetro ideal registra uma corrente elétrica de 1,2 A passando pelo resistor.

a) Faça um esboço do circuito. b) Qual a tensão elétrica que o gerador aplica nos extremos do resistor cilíndrico? U = 3 V c) Qual a resistividade do metal do resistor cilíndrico em Ω.m? ρ = 10-6 W.m

(UFRGS) Um gerador possui uma força eletromotriz igual a 20 V. Quando os polos positivo e negativo do gerador estão em curto-circuito, a corrente elétrica entre eles tem intensidade igual a 5 A. Com base nestas informações, analise as afirmações seguintes. I. A corrente elétrica máxima possível em um circuito ligado ao gerador é 5 A. II. A resistência interna do gerador tem 4 Ω. III. Quando os polos do gerador não estão ligados a um circuito fechado, a diferença de potencial entre eles é de 20 V. Quais estão corretas? a) apenas I d) apenas II e III

b) apenas II e) I, II e III

c) apenas III

(UFRGS) Um gerador possui uma força eletromotriz igual a 20 V. Quando os polos positivo e negativo do gerador estão em curto-circuito, a corrente elétrica entre eles tem intensidade igual a 5 A. Com base nestas informações, analise as afirmações seguintes. I. A corrente elétrica máxima possível em um circuito ligado ao gerador é 5 A. II. A resistência interna do gerador tem 4 Ω. III. Quando os polos do gerador não estão ligados a um circuito fechado, a diferença de potencial entre eles é de 20 V. Quais estão corretas? a) apenas I d) apenas II e III

b) apenas II e) I, II e III

c) apenas III

(FUVEST) O esquema mostra três pilhas ideais de 1,5 V, ligadas a um resistor de 3,0 Ω. Calcule os valores da tensão e da corrente elétrica no resistor.

a) 1,5 V e 0,05 A b) 3,0 V e 0,10 A c) 4,5 V e 0,15 A d) 1,5 V e 2,0 A e) 3,0 V e 1,0 A

(FUVEST) O esquema mostra três pilhas ideais de 1,5 V, ligadas a um resistor de 3,0 Ω. Calcule os valores da tensão e da corrente elétrica no resistor.

a) 1,5 V e 0,05 A b) 3,0 V e 0,10 A c) 4,5 V e 0,15 A d) 1,5 V e 2,0 A e) 3,0 V e 1,0 A

Observando a figura da esquerda para a direita, vemos que as duas primeiras pilhas estão ligadas em paralelo (fornecendo uma tensão de 1,5 V), que por sua vez estão ligadas em série com a terceira, ou seja, as pilhas fornecem uma tensão de: U = 1,5 + 1,5 = 3,0 V (leitura do Voltímetro) Utilizando a 1ª lei de Ohm, temos que: U = R.i => 3,0 = 3,0.i => i = 3,0/3,0 => i = 0,1 A (leitura do Amperímetro)

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Aula 12 Medidores elétricos Ponte de Wheatstone Professor João Pedro Nunes de Souza Acadêmico de Medicina - Faculdade de Medicina do ABC Acadêmico de Licenciatura Interdisciplinar - Universidade Federal do ABC

Contextualizando... 1. Os medidores elétricos que utilizamos para medir grandezas elétricas comuns dos circuitos como a corrente elétrica, ddp e resistência 2. Além disso, o conhecimento dos medidores é importante para quando for montar um circuito, não se cometer erros que podem danificar o aparelho ou causar leituras falhas

Sumário 1. 2. 3. 4.

Voltímetro Amperímetro Ponte de Wheatstone Aplicações

1. Voltímetro • Mede ddp • É sempre colocado em paralelo no circuito que se deseja medir a ddp • A resistência baixa do aparelho pode interferir na leitura, então recomenda-se o uso de amperímetros com resistência interna r muito alta • Ele é ideal quando a r tender ao infinito

2. Amperímetro • Mede corrente elétrica • Galvanômetro é um amperímetro que mede apenas correntes de baixa intensidade • É sempre colocado em série no circuito que se deseja medir a corrente • A resistência do aparelho pode interferir na leitura, então recomenda-se o uso de amperímetros com resistência interna r muito baixa • Ele é ideal quando a r for nula

3. Ponte de Wheatstone ● Consequências da Ponte em Equilíbrio: ○ Se ig = 0 => UCD = 0 => VC = VD ○ Se ig = 0 => i1 = i2 e i3 = i4 ● Em uma Ponte de Wheatstone em Equilíbrio, o produto das resistências dos resistores opostos é uma constante

●

R1 . R3 = R2 . R4 => ig = 0

(UFRJ) No circuito esquematizado na figura, o voltímetro e o amperímetro são ideais. O amperímetro indica 2,0 A. Calcule a indicação do voltímetro.

(UFRJ) No circuito esquematizado na figura, o voltímetro e o amperímetro são ideais. O amperímetro indica 2,0 A. Calcule a indicação do voltímetro. Vamos inicialmente dar nomes aos nós dos ramos que incluem o amperímetro, calcular a tensão entre P e Q e a resistência equivalente entre os dois resistores que estão em paralelo: UPQ = RA.iA = 3,0x2,0 = 6,0 V Rp = (6x3)/(6 + 3) = 18/9 = 2,0 Ω Conhecendo UPQ, podemos calcular a corrente que passa pelo resistor de 6,0 Ω: UPQ = R6.i6 => 6,0 = 6,0.i6 => i6 = 1,0 A Com o resultado obtido, podemos calcular a corrente total do circuito: i = iA + i6 = 2,0 + 1,0 = 3,0 A Vamos calcular o resistor equivalente para o circuito à direita que apresenta uma ligação em série: Req = 8,0 + 2,0 + 2,0 = 12,0 Ω Finalmente podemos calcular a tensão medida pelo voltímetro: UV = Req.i = 12,0x3,0 => UV = 36,0 V

(MACK) Qual das afirmações está errada? a) o amperímetro é um instrumento de resistência interna quase nula. b) o voltímetro é um instrumento de resistência interna quase infinita. c) para uma dada resistência, a corrente é inversamente proporcional à ddp aplicada. d) em um condutor metálico, a resistência depende de sua área de seção transversal. e) o curto-circuito pode ocasionar grande aquecimento, acarretando perigo de incêndio.

(MACK) Qual das afirmações está errada? a) o amperímetro é um instrumento de resistência interna quase nula. b) o voltímetro é um instrumento de resistência interna quase infinita. c) para uma dada resistência, a corrente é inversamente proporcional à ddp aplicada. d) em um condutor metálico, a resistência depende de sua área de seção transversal. e) o curto-circuito pode ocasionar grande aquecimento, acarretando perigo de incêndio.

(MACK-SP) No circuito ao lado, para que ambos os amperímetros ideais, A1 e A2, indiquem zero, é necessário que as resistências R1 e R2 valham, respectivamente:

a) 10 Ω e 120 Ω

b) 40 Ω e 90 Ω

d) 40 Ω e 10 Ω

e) 10 Ω e 40 Ω

c) 90 Ω e 40 Ω

(MACK-SP) No circuito ao lado, para que ambos os amperímetros ideais, A1 e A2, indiquem zero, é necessário que as resistências R1 e R2 valham, respectivamente:

a) 10 Ω e 120 Ω

b) 40 Ω e 90 Ω

d) 40 Ω e 10 Ω

e) 10 Ω e 40 Ω

c) 90 Ω e 40 Ω

(MACK) É dado um amperímetro de resistência 10 Ω e fundo de escala 10 A. Qual deve ser o valor da resistência “shunt” para medir 20 A? a) 0,5 Ω b) 1 Ω c) 2 Ω d) 10 Ω e) n.d.a. (MACK) Usando um voltímetro de fundo de escala 20 V e resistência interna de 2.000 Ω, desejamos medir uma ddp de 100 V. A resistência do resistor adicional que devemos associar a esse voltímetro é: a) 1 kΩ b) 2 kΩ c) 6 kΩ d) 8 kΩ e) 12 kΩ

(MACK) É dado um amperímetro de resistência 10 Ω e fundo de escala 10 A. Qual deve ser o valor da resistência “shunt” para medir 20 A? a) 0,5 Ω

b) 1 Ω

c) 2 Ω

d) 10 Ω

e) n.d.a. U=R.i U = U`

10 ohms

A

R . i = Rshunt . i` 10. 10 = Rshunt . 10

Rshunt Rshunt = 10 ohms

ddp (U) igual

(MACK) Usando um voltímetro de fundo de escala 20 V e resistência interna de 2.000 Ω, desejamos medir uma ddp de 100 V. A resistência do resistor adicional que devemos associar a esse voltímetro é: a) 1 kΩ Primeira parte b) 2 kΩ U=R.i c) 6 kΩ d) 8 kΩ 20 = 2000 . i e) 12 kΩ i = 0,01 A

Rshunt (R`) = ?

R do voltímetro (Rv) = 2000 ohms ddp (U) = 20 V

ddp (U) = 80 V

ddp (U) = 100 V

Segunda parte 80 = R` . 0,01 R` = 8000 ohms

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Aula 13 Potência e Energia Elétrica Professor João Pedro Nunes de Souza Acadêmico de Medicina - Faculdade de Medicina do ABC Acadêmico de Licenciatura Interdisciplinar - Universidade Federal do ABC

Sumário 1. Potência elétrica 2. Energia elétrica 3. Aplicações

1. Potência elétrica • Indica o quão rápido transformação de energia • Pot = ΔE / Δt • Grandeza escalar • Medida em W (watt = J/s) • Outras fórmulas na elétrica: Pot = i . U 2 Pot = R i Pot = U2/R

está

ocorrendo

a

2. Energia elétrica •

1 kWh = 3,6 . 106 J

(FUVEST) Um chuveiro elétrico, ligado em média uma hora por dia, gasta R$ 10,80 de energia elétrica por mês. Se a tarifa cobrada é de R$ 0,12 por quilowatt-hora, então a potência desse aparelho elétrico é: a) 90 W

b) 360 W

c) 700 W

d) 3000 W

e) 10.800 W

(UERJ) Um ventilador dissipa uma potência de 30 W, quando ligado a uma rede elétrica que fornece uma tensão de 120 V. A corrente estabelecida nesse aparelho tem valor igual a: a) 150 mA

b) 250 mA

c) 350 mA

d) 450 mA

(UERGS) Um chuveiro elétrico está instalado numa casa onde a rede elétrica é de 110 V. Um eletricista considera aconselhável alterar a instalação elétrica para 220 V e utilizar um chuveiro de mesma potência que o utilizado anteriormente, pois, com isso, o novo chuveiro: a) consumirá mais energia elétrica. b) consumirá menos energia elétrica. c) será percorrido por uma corrente elétrica maior d) será percorrido por uma corrente elétrica menor e) dissipará maior quantidade de calor.

(FUVEST) Um chuveiro elétrico, ligado em média uma hora por dia, gasta R$ 10,80 de energia elétrica por mês. Se a tarifa cobrada é de R$ 0,12 por quilowatt-hora, então a potência desse aparelho elétrico é: a) 90 W

b) 360 W

c) 700 W

d) 3000 W

e) 10.800 W

0,12 ----- 1 kWh 10,80 ---- X = 90 kWh (90.000 Wh) t = 30 dias . 1h/dia = 30 h Pot = E/ t ----> Pot = 90.000 Wh / 30 h = 3000W (UERJ) Um ventilador dissipa uma potência de 30 W, quando ligado a uma rede elétrica que fornece uma tensão de 120 V. A corrente estabelecida nesse aparelho tem valor igual a: a) 150 mA

b) 250 mA

c) 350 mA

d) 450 mA

Pot = i U ----> 30 W = i . 120 V ---> i = 30/120 (A) ----> i = 0,25 A = 250 mA

(UERGS) Um chuveiro elétrico está instalado numa casa onde a rede elétrica é de 110 V. Um eletricista considera aconselhável alterar a instalação elétrica para 220 V e utilizar um chuveiro de mesma potência que o utilizado anteriormente, pois, com isso, o novo chuveiro: a) consumirá mais energia elétrica. b) consumirá menos energia elétrica. c) será percorrido por uma corrente elétrica maior d) será percorrido por uma corrente elétrica menor e) dissipará maior quantidade de calor. P = i . U ---> P (constante) = i (menor) . U (maior)

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Aula 14 Circuitos Elétricos e Aplicações Professor João Pedro Nunes de Souza Acadêmico de Medicina - Faculdade de Medicina do ABC Acadêmico de Licenciatura Interdisciplinar - Universidade Federal do ABC

(FUVEST) Atualmente são usados LEDs (Light Emitting Diode) na iluminação doméstica. LEDs são dispositivos semicondutores que conduzem a corrente elétrica apenas em um sentido. Na figura, há um circuito de alimentação de um LED (L) de 8 W, que opera com 4 V, sendo alimentado por uma fonte (F) de 6 V.

O valor da resistência do resistor (R), em Ω, necessário para que o LED opere com seus valores nominais é, aproximadamente, (A) 1,0 (B) 2,0 (C) 3,0 (D) 4,0 (E) 5,0

(FUVEST) Atualmente são usados LEDs (Light Emitting Diode) na iluminação doméstica. LEDs são dispositivos semicondutores que conduzem a corrente elétrica apenas em um sentido. Na figura, há um circuito de alimentação de um LED (L) de 8 W, que opera com 4 V, sendo alimentado por uma fonte (F) de 6 V.

O valor da resistência do resistor (R), em Ω, necessário para que o LED opere com seus valores nominais é, aproximadamente, (A) 1,0 (B) 2,0 (C) 3,0 (D) 4,0 (E) 5,0 Vamos calcular a corrente elétrica do circuito, que por ser em série, é a mesma tanto para o LED quanto para o Resistor: Utilizando as especificações do LED: PL = 8 W e UL = 4 V, temos que: P = U.i => 8 = 4.i => i = 2 A Sabendo que a tensão do resistor será igual a total menos a do LED: UR = 6 – 4 = 2 V, temos que: UR = R.i =: 2 = R.2 => R = 1,0 Ω

(PUC-RJ) Dois resistores R1 = 1 Ω e R2 = 2 Ω são ligados a uma bateria de 2 V. De que maneira esses dois resistores devem ser combinados para que a potência dissipada no circuito seja a menor possível? a) Os resistores devem ser colocados em série, e a potência dissipada será de 4/3 W. b) Os resistores devem ser colocados em série, e a potência dissipada será de 3/4 W. c) Os resistores podem ser igualmente colocados em série ou em paralelo, e a potência dissipada será de 1 W. d) Os resistores devem ser colocados em paralelo, e a potência dissipada será de 4/3 W. e) Os resistores devem ser colocados em paralelo, e a potência dissipada será de 3/4 W

(PUC-RJ) Dois resistores R1 = 1 Ω e R2 = 2 Ω são ligados a uma bateria de 2 V. De que maneira esses dois resistores devem ser combinados para que a potência dissipada no circuito seja a menor possível? a) Os resistores devem ser colocados em série, e a potência dissipada será de 4/3 W. b) Os resistores devem ser colocados em série, e a potência dissipada será de 3/4 W. c) Os resistores podem ser igualmente colocados em série ou em paralelo, e a potência dissipada será de 1 W. d) Os resistores devem ser colocados em paralelo, e a potência dissipada será de 4/3 W. e) Os resistores devem ser colocados em paralelo, e a potência dissipada será de 3/4 W. P = U2/R ---> ddp (U) é constante e vale 2 V ----> constante = P . R Para diminuir potência, deve-se ter a maior resistência equivalente o que é possível na associação em série (soma das resistências), visto que em paralelo a resistência equivalente diminui. P = 2^2 / 3 = 4/3 W

(UFG) Na figura, são apresentadas as resistências elétricas, em ohms, do tecido conjuntivo em cada região do corpo humano. Uma pessoa descalça apoiada sobre os dois pés na terra toca acidentalmente, com uma das mãos, um cabo elétrico de tensão 220 V em relação à terra.

Considerando o exposto e que a corrente flui apenas pelo tecido mencionado, calcule: a) a resistência imposta pelo corpo à passagem da corrente elétrica. b) a corrente elétrica total.

(UFG) Na figura, são apresentadas as resistências elétricas, em ohms, do tecido conjuntivo em cada região do corpo humano. Uma pessoa descalça apoiada sobre os dois pés na terra toca acidentalmente, com uma das mãos, um cabo elétrico de tensão 220 V em relação à terra.

Considerando o exposto e que a corrente flui apenas pelo tecido mencionado, calcule: a) a resistência imposta pelo corpo à passagem da corrente elétrica. R = 1215 ohms (somatória, série) b) a corrente elétrica total. i = 0,181 A (U = R . i)

(UPE) No circuito elétrico a seguir, estão representados dois geradores idênticos, com E = 12 V e r = 1 Ω. O amperímetro e o voltímetro são ideais.

Analise as proposições a seguir e conclua. ( ( ( ( (

) A leitura do amperímetro é de 2A. ) A leitura do voltímetro é de 10 V. ) A resistência equivalente do circuito é de 12 Ω . ) A potência dissipada no resistor de 10 Ω é de 40 W. ) O rendimento do gerador entre os pontos C e B é de aproximadamente 83,33 %

(UPE) No circuito elétrico a seguir, estão representados dois geradores idênticos, com E = 12 V e r = 1 Ω. O amperímetro e o voltímetro são ideais.

Analise as proposições a seguir e conclua. (V) A leitura do amperímetro é de 2A. → i = U/r → i = (12+12) / 12 = 2 A (F) A leitura do voltímetro é de 10 V. → U = R . i = 10 . 2 = 20 V (V) A resistência equivalente do circuito é de 12 Ω . → Todas em série, soma = 12 ohms (V) A potência dissipada no resistor de 10 Ω é de 40 W. → P = U . i = 20 . 2 = 40 W (V) O rendimento do gerador entre os pontos C e B é de aproximadamente 83,33 % → Rendimento = Pútil/Ptotal = 12 . 2 - 1 . 22 / 12 . 2 = 20/24 = 83,33%

(UFMG) No circuito esquematizado a seguir, o amperímetro ideal indica uma corrente de intensidade 2,0 A. O valor da resistência R da lâmpada, em ohms, é igual a: a) 10 b) 12 c) 8 d) 15 e) 20

(UFMG) No circuito esquematizado a seguir, o amperímetro ideal indica uma corrente de intensidade 2,0 A. O valor da resistência R da lâmpada, em ohms, é igual a: a) 10 b) 12 c) 8 d) 15 e) 20 U=R.i 48 - 12 = [(9 + 2 + 1) + 10 . R / 10 + R] . 2 36 = [12 + (10R / 10 + R)] . 2 18 = 12 + (10R/10+R) 6 = 10R / 10 + R 6 (10 + R) = 10 R 60 + 6R = 10 R 60 = 4 R → R = 15 ohms

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Bons estudos, Até a próxima aula!