Intensivo Pré Vestibular - 07 fisica c

Intensivo Pré Vestibular - 07 fisica c

(Parte 2 de 5)

Resistência-1 Lei de Ohm

É a oposição feita por um condutor a passagem da corrente elétrica. Sendo i a intensidade da corrente que percorre o fio, definimos a resistência R do fio pela equação:

No Sistema Internacional, a unidade de resistência é o ohm cujo símbolo é Ω.

Há condutores que obedecem a lei de Ohm, tais condutores são chamados ôhmicos.

Em um condutor que não é ôhmico e o gráfico de U em função de i não é retilíneo.

Resistividade-2 Lei de Ohm

A resistência de um condutor depende de sua forma, de seu tamanho e do material de que é feito. Consideremos o caso de um fio cilíndrico, de comprimento L e cuja seção reta tem área A. A experiência mostra que a resistência R desse fio é dada por: A LRρ= onde ρ é uma constante denominada resistividade do material.

Exercícios de Sala #

1)(UFPA) Para conhecer o valor da resistência elétrica de um ferro elétrico existente em sua casa, Joãozinho usou um amperímetro, um voltímetro e uma fonte de tensão conforme o esquema abaixo. Ele aplicou tensões e obteve correntes, conforme o gráfico abaixo. Assinale a alternativa que contém o valor da resistência, em ohms, encontrada por Joãozinho:

0 A A C C 18 31

GABARITO DOS EXERCÍCIOS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 gel

FINALINÍCIO íons

V gel i VR =

Inclusão para a Vida Física C i (A)

a) 50 b) 40 c) 30 d) 20 e) 10

2) (PUC-RJ) Considere duas lâmpadas, A e B, idênticas a não ser pelo fato de que o filamento de B é mais grosso que o filamento de A. Se cada uma estiver sujeita a uma ddp de 110 volts:

a) A será a mais brilhante pois tem a maior resistência. b) B será a mais brilhante pois tem a maior resistência. c) A será a mais brilhante pois tem a menor resistência. d) B será a mais brilhante pois tem a menor resistência. e)ambas terão o mesmo brilho.

1) (PUC-MG) O gráfico representa a curva característica tensão- corrente para um determinado resistor.

Em relação ao resistor, é CORRETO afirmar:

a) é ôhmico e sua resistência vale 4,5 x 102 . b) é ôhmico e sua resistência vale 1,8 x 102 . c) é ôhmico e sua resistência vale 2,5 x 102 . d) não é ôhmico e sua resistência vale 0,40 . e) não é ôhmico e sua resistência vale 0,25 .

2) (UFSC 82) Assinale as afirmativas CORRETAS e some os valores respectivos:

01. Define-se resistência de um condutor como a razão entre a diferença de potencial aplicada a seus extremos e a corrente que passa através dele. 02. A resistência de um ferro elétrico deve ser grande de forma a produzir um maior efeito joule. 04. A lei de ohm é um caso particular da definição de resistência. 08. A resistência de um fio condutor é inversamente proporcional ao comprimento do fio. 16. A resistência de um fio condutor é diretamente proporcional ao diâmetro do fio. 32. A resistividade independe da forma do material.

3) A resistência elétrica de um resistor em forma de fio vale 80 Ω. Calcule o comprimento deste fio, sabendo que, ao se cortar 2m do mesmo, a resistência passa a valer 60 Ω.

4) Um fio metálico de resistência elétrica R =10 Ω tem comprimento l =200 cm e área de secção transversal A = 4x10 -

4cm2. Determine a resistividade do material que constitui esse fio.

5) (UFSC-94) O gráfico a seguir refere-se a dois condutores, A e B, de metais idênticos e mesmo comprimento.

Na situação mostrada é CORRETO afirmar: 01. Nenhum dos dois condutores obedece à Lei de Ohm. 02. Ambos os condutores obedecem à Lei de Ohm. 04. O condutor que possui maior área da sua seção reta transversal é o A. 08. O condutor que possui maior área da sua seção reta transversal é o B. 16. O condutor que possui maior resistividade é o A. 32. O condutor que possui maior resistividade é o B. 64. A resistividade de ambos os condutores é a mesma, mas a resistência do condutor B é maior que a resistência do condutor A.

6) Aplica-se uma ddp de 200V nas extremidades de um fio condutor de 10m de comprimento e secção transversal de área

2,5mm2. Sabe-se que a corrente elétrica que circula no fio tem intensidade 10A. Calcule a resistividade do material que constitui o fio. 7) O filamento de tungstênio de uma lâmpada tem resistência de 20

Ω a 20oC. Sabendo-se que sua secção transversal mede 1,102x10-4 mm2e que a resistividade do tungstênio a 20oC é 5,51 x 10-2 mm2/m determine o comprimento do filamento.

8) Aplica-se uma ddp de 60V a um resistor cuja resistência vale 20 Ω. Determine a intensidade da corrente que atravessa.

9) (UFSC 83) Some os valores das afirmativas CORRETAS: 01. Resistência é a propriedade que os materiais possuem de se opor à, passagem da corrente elétrica. 02. Os metais, em geral, são bons condutores porque possuem muitos elétrons livres. 04. A corrente elétrica aparece em um condutor, quando se aplica uma d.d.p., às extremidades, porque a d.d.p. é a fonte de energia para mover as cargas. 08. A Lei de Ohm garante que a corrente elétrica que atravessa qualquer condutor é proporcional à diferença de potencial aplicada às extremidades deste. 16. Define-se resistência elétrica como o quociente entre a diferença de potencial, aplicada às extremidades do condutor e à corrente elétrica que o atravessa. 32. A corrente elétrica, ao passar através de um fio, gera calor (Efeito Joule) devido ao fato de que os choques entre as cargas são parcialmente elásticos.

GABARITO DOS EXERCÍCIOS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 C 37 8cm 2.10 10 5.104cm 3A 63

110 20

Física C Inclusão para a Vida AULA 04

Resistores e potencia Elétrica

Introdução Chamamos de resistor todo condutor cuja única função é transformar a energia elétrica em energia térmica.

Associação em série

Neste caso os três resistores são percorridos pela mesma corrente, de intensidade i.

A tensão U entre os extremos A e B da associação é igual à soma das tensões entre os extremos de cada resistor:

V = V1 + V2 + V3

Vemos então que, se substituirmos a associação de resistores por um único resistor de resistência RE (Fig.), este será percorrido pela mesma corrente. A resistência RE é chamada de resistência equivalente à associação.

Associação em paralelo

Calculo do resistor equivalente

Caso de apenas 2 resistores:

Caso os resistores sejam iguais n RRE=

Curto-circuito

Quando dois pontos de um circuito são ligados por um fio de resistência desprezível, dizemos que os dois pontos estão em curto-circuito.

Potência

Quando um sistema absorve (ou fornece) uma energia , num intervalo de tempo t, a potência média absorvida (ou recebida) nesse intervalo de tempo é definida por:

t EPotΔ=

No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de energia é o joule (J), a unidade de tempo é o segundo (s) e a unidade de potência é o watt (W):

Potência em resistores :

Porém, essa potência pode ser expressa de outros modos, usando a equação:

Exercícios de Sala #

1)(VUNESP) Num circuito elétrico, dois resistores, cujas resistências são R1 e R2, com R1 > R2, estão ligados em série. Chamando de i1 e i2, as correntes que os atravessam e de V1 e V2 as tensões a que estão submetidos, respectivamente pode-se afirmar ue:

V para as afirmativas verdadeiras e F para as afirmativas falsas.

a) i1 = i2 e V1 = V2 b) i1 = i2 e V1 > V2 c) i1 > i2 e V1 = V2 d) i1

2) (UNICAP) No circuito abaixo, sendo de 1,0 A a intensidade da corrente, designada i3, podemos concluir que: Assinale

( ) o circuito abaixo é um circuito em sério; ( ) o circuito abaixo é um circuito em paralelo;

( ) a corrente i vale 3,0

( ) o valor de V é 100 volts;

( ) a corrente i2 vale 2,0 A; 1A.

3) (UFSC-2007) Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). tais a resistividade diminui quando há um de idade de corrente se aplicarmos a ensão corresponde a um aumento proporcional de corrente elétrica.

01. Para a maioria dos me aumento na temperatura.

02. A dissipação de energia por efeito Joule num resistor depen do sentido da corrente e independe da tensão aplicada sobre ele.

04. Para dois condutores de mesmo material e mesmo comprimento, sendo que um tem o dobro da área de seção do outro, teremos uma mesma intens mesma tensão sobre ambos.

08. Para um condutor ôhmico um aumento de t

P = V . i(I)

RE = R1 + R2 + R3

Inclusão para a Vida Física C

16. Ao se estabelecer uma corrente elétrica num fio metálico submetido a uma certa tensão contínua, teremos prótons se movendo do pólo positivo ao negativo.

32. Os metais geralmente são bons condutores de eletricidade e de calor.

5) (PUC-RS) A figura representa um gerador ideal de tensão, três resistores e dois interruptores (chaves). Com os interruptores CH1 fechado e CH2 aberto, a diferença de potencial entre os pontos B e C vale

a) 10 V b) 12 V c) 15 V d) 17 V e)20V

6) (UFMG) A figura ilustra a forma como três lâmpadas estão ligadas a uma tomada. A corrente elétrica no ponto P do fio é iP e no ponto Q é iQ .

Em um determinado instante, a lâmpada L2 se queima. Pode-se afirmar que

a) a corrente iP se altera e iQ não se altera. b) a corrente iP não se altera e iQ se altera. c) as duas correntes se alteram. d) as duas correntes não se alteram.

7) (PUC-PR) O circuito representado é formado pelo gerador de F.E.M. 60 V, resistência interna 1W e por resistores. A corrente no resistor de 9 e a diferença de potencial entre os pontos A e B são respectivamente:

a) 4A, 4V. b) 2A, 6V. c) 4A, 8V. d) 2A, 2V. e)3,3A,6,6V.

8) (UNICAP) No circuito abaixo, Va - Vb = 2,4V.

Assinale as afirmativas verdadeiras.

01) A resistência equivalente é . Ω25

02) O valor da resistência R é . Ω0,4

04) A potência dissipada em R é 1,0 W.

08) A corrente l1 é 0,6 A. 16) A corrente l2 é 0,4 A.

01) A potência entregue ao circuito pelo gerador é de 30 W.

02) A potência dissipada pelo resistor r2 é de 2,5 W. 04) A diferença de potencial entre os pontos A e C vale 10V.

08) A corrente no resistor r1 é de 0,5 A. 16) A corrente no resistor r5 é de 2 A.

12) (UNICAP) Na figura 7, os pontos A e B estão submetidos a uma ddp de 4 volts. (Utilize esta informação para responder às três primeiras proposições desta questão.) Assinale as afirmativas verdadeiras.

01) A resistência equivalente da associação é Ω2. 02) A ddp entre os pontos C e D é 6 volts. 04) A potência dissipada na associação é 6 watts. 08) A resistência de um condutor independe do seu comprimento, dependendo apenas do material que o constitui. 16) Nos condutores ôhmicos, a relação entre a ddp aplicada e a corrente corresponde é constante.

13) (UFSC-2004) O circuito elétrico representado na figura possui cinco resistores: R1 = 4 Ω, R2 = 2 Ω, R3 = 4 Ω, R4 = 4 Ω e R5 = 4 Ω

está inicialmente na posição N, com o circuito aberto

e duas fontes de tensão: V1 = 15V e V2 = 10V. Uma chave (ch)

Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).

01. O circuito elétrico, estando a chave ch posicionada em A, possui resistência equivalente igual a 3,0 Ω. 02. Com a chave ch posicionada em B, a potência elétrica dissipada no resistor R4 é igual a 400W. 04. Quando a chave ch for movida da posição N para a posição B, circulará pelo circuito uma corrente elétrica igual a 5,0 A. 08. Quando a chave ch for movida da posição N para a posição A, circulará pelo circuito uma corrente elétrica igual a 5,0 A.

16. A diferença de potencial no resistor R4 é igual à diferença de

no circuito,porque eles estão associados em paralelo.

potencial no resistor R5, não importando a posição da chave ch

GABARITO DOS EXERCÍCIOS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 40 C A D 26 18 17 19

N ch

15V 10V

Física C Inclusão para a Vida AULA 05

Gerador Elétrico

Gerador real

Os geradores fornecem energia às cargas elétricas que passam por ele.

Nos geradores reais uma parte da energia recebida pelas cargas é perdida dentro do próprio gerador. Dizemos que o gerador real tem uma resistência interna (r). Assim, a tensão V (diferença de potencial) entre os pólos do gerador é em geral menor do que a

força eletromotriz: U = V = E – ri onde i é a intensidade da corrente que atravessa o gerador. Na figura damos o símbolo usado para o gerador real.

2) Curva característica

Quando i = 0 temos V = E. Esse caso é chamado gerador em aberto.

O caso V = 0 ocorre quando ligamos os pólos A e B do gerador por um fio de resistência nula, isto é, colocamos os terminais do gerador em curto-circuito.

Potência do gerador O gerador terá as potências mencionadas abaixo:

U . i = potência útil fornecida pelo gerador = Pu E . i = potência total produzida pelo gerador = Pt

R i2 = potência dissipada = Pd

Assim:

3) Rendimento do Gerador

A divisão da potência útil pela potência total, nos dá o rendimento (n) do gerador.

Associação de geradores Os dois principais modos são: série e paralelo.

Série

usando três pilhas de lanterna

Na Fig. exemplificamos um caso de associação em série

Essa associação pode ser substituída por um único gerador (gerador equivalente) cuja força eletromotriz (E) e resistência interna são dadas por:

Paralelo

Na Fig. temos um caso de três pilhas associadas em paralelo. No caso de associação em paralelo, somente usamos geradores idênticos. Neste caso, a associação pode ser substituída por um único gerador (gerador equivalente) com a mesma força eletromotriz E mas com resistência interna ) dada por:

Exercícios de Sala #

1) (VUNESP) Um amperímetro ideal A, um resistor de resistência

R e uma bateria de f.e.m. e resistência interna desprezível estão ligados em série. Se uma segunda bateria, idêntica à primeira, for ligada ao circuito como mostra a linha tracejada da figura, a) a diferença de potencial no amperímetro aumentará.

b) a diferença de potencial no amperímetro diminuirá. Pt = Pu + Pd c) a corrente pelo resistor aumentará.

d) a corrente pelo resistor não se alterará. e) a corrente pelo resistor diminuirá.

2) (UEL-1996) A diferença de potencial obtida nos terminais de um gerador é 12volts. Quando esses terminais são colocados em curtocircuito, a corrente elétrica fornecida pelo gerador é 5,0 ampéres. Nessas condições, a resistência interna do gerador é, em ohms, igual a a) 2,4 b) 7,0 c) 9,6 d) 17 e) 60

Inclusão para a Vida Física C

01) Uma bateria tem força eletromotriz de 12 V. A energia que ela fornece a cada elétron que a atravessa e a energia que ela fornece a uma carga de 1C, valem, respectivamente: a) 1,92x10-18 J e 12 J d) 3,92x10-18 J e 15 J b) 3,6x10-18 J e 12 J e) 9,22x10-17 J e 2 J c) 1,92x10-16 J e 5 J

02) Uma bateria apresenta ddp de 7,0V quando atravessada por uma corrente de 10A ddp de 6,0V quando atravessada por corrente de 20A. A sua força eletromotriz e resistência interna, valem respectivamente:

a) 10 V e 0,5 Ω b) 5 V e 0,2 Ω c) 8 V e 0,5 Ω d) 10 V e 0,1 Ω e) 8 V e 0,1 Ω

03) Quando uma bateria está em circuito aberto; um voltímetro ideal ligado aos seus terminais marca 12V. Quando a bateria está fornecendo energia a um resistor R, estabelece no circuito uma corrente de 1A, e o voltímetro registra 10V nos terminais da bateria. Determine a f.e.m e a resistência interna.

a) 10 V e 4Ω b) 5 V e 4Ω c) 12 V e 2Ω d) 8 V e 4Ω e) 15 V e 2Ω

04) Uma bateria de automóvel tem f.e.m. 12V e resistência interna 0,5 W. Determine a máxima intensidade de corrente que se pode obter desta bateria. a) 10A b) 15A c) 24A d) 12A e) 6A

05) Tem-se um gerador de força eletromotriz 6V e resistência interna 1,5 W. A leitura de um amperímetro ideal e um voltímetro ideal ligado aos seus pólos, são respectivamente: a) 3A e 10 V b) 4A e 6 V c) 2A e 10 V d) 5A e 15 V e) 1A e 5 V

06) Um gerador tem força eletromotriz 36V e resistência interna

4,5 Ω. a) Represente, num gráfico, a tensão v no gerador em função da intensidade da corrente i que o atravessa. b) Qual a potência que o gerador lança no circuito externo sob tensão de 27V?

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