Exercícios sobre eletrodinâmica
Teste seus conhecimentos por meio desta lista de exercícios sobre eletrodinâmica, área da Física que estuda os fenômenos relacionados às cargas elétricas em movimento.
(Enem) Alguns peixes, como o poraquê, a enguia-elétrica da Amazônia, podem produzir uma corrente elétrica quando se encontram em perigo. Um poraquê de 1 metro de comprimento, em perigo, produz uma corrente em torno de 2 ampères e uma voltagem de 600 volts.
O quadro apresenta a potência aproximada de equipamentos elétricos.
O equipamento elétrico que tem potência similar àquela produzida por esse peixe em perigo é o
A) exaustor.
B) computador.
C) aspirador de pó.
D) churrasqueira elétrica.
E) secadora de roupas.
(UEL) Pela secção reta de um condutor de eletricidade passam 12,0 C a cada minuto. Nesse condutor, a intensidade da corrente elétrica, em ampères, é igual a:
A) 0,08
B) 0,20
C) 5,00
D) 7,20
E) 120
(UEL) Pelo circuito elétrico esquematizado flui uma corrente elétrica:
A diferença de potencial, em volts, nos terminais do resistor de 2,0 Ω e a potência nele dissipada, em watts, são, respectivamente,
A) 1,0 e 0,50
B) 1,0 e 2,0
C) 2,0 e 2,0
D) 2,0 e 4,0
E) 4,0 e 8,0
(Mackenzie) A diferença de potencial nos terminais de um receptor varia com a corrente conforme o gráfico abaixo.
A força contraeletromotriz e a resistência interna desse receptor são, respectivamente:
A) 25 V e 50 Ω
B) 22 V e 2 Ω
C) 20 V e 1 Ω
D) 12,5 V e 2,5 Ω
E) 11 V e 1 Ω
Um fio de cobre de resistividade elétrica de \(1,7\cdot{10}^{-6}\ \mathrm{\Omega}\cdot m\) tem 10 metros de comprimento e 0,1 m2 de área de secção transversal. A partir dessas informações, dê a sua resistência elétrica.
A) 1,7 Ω
B) 1,7∙10-1 Ω
C) 1,7∙10-2 Ω
D) 1,7∙10-3 Ω
E) 1,7∙10-4 Ω
Determine a capacitância equivalente de três capacitores de capacitância 2 mF, sabendo que dois eles estão associados em paralelo e um deles está associado em série.
Dica: Calcule primeiro a capacitância equivalente na associação em paralelo e depois na associação em série.
A) 1,16 mF
B) 1,25 mF
C) 1,34 mF
D) 2,42 mF
E) 2,67 mF
Calcule a força eletromotriz (f.e.m.) de um gerador elétrico que tem uma resistência elétrica interna de 3 Ω, é percorrido por uma corrente elétrica de 7 A e conectado a uma ddp de 19 V .
A) 8 V
B) 19 V
C) 25 V
D) 32 V
E) 40 V
Calcule a resistência elétrica equivalente entre três resistores de 20 Ω cada, associados em série.
A) 20 Ω
B) 30 Ω
C) 40 Ω
D) 50 Ω
E) 60 Ω
Um aparelho com uma resistência elétrica de 22 Ω é conectado a determinada diferença de potencial elétrico e passa a ser atravessado por uma corrente elétrica de 5 A. A partir dessas informações, determine a ddp em que se conecta o aparelho.
A) 50 V
B) 110 V
C) 180 V
D) 220 V
E) 300 V
Calcule a resistência elétrica equivalente aproximada entre três resistores de 15 Ω , 20 Ω e 25 Ω , associados em paralelo.
A) 6,4 Ω
B) 7,5 Ω
C) 8,6 Ω
D) 9,7 Ω
E) 10,8 Ω
O circuito elétrico de um liquidificador possui um resistor de resistência elétrica R. Sabendo que ao conectá-lo a uma tomada de 220 V ele passa a ser percorrido por uma corrente elétrica de 27,5 A, calcule a resistência elétrica desse resistor.
A) 6 Ω
B) 7 Ω
C) 8 Ω
D) 9 Ω
E) 10 Ω
Quais das alternativas apresentam a unidade de medida correspondente às grandezas físicas estudadas na eletrodinâmica?
I. A resistividade elétrica é medida em \([Ω∙m]-1\).
II. A resistência elétrica é medida em ohm.
III. A carga elétrica é medida em coulomb.
IV. A ddp elétrica é medida em volts por metro.
V. A corrente elétrica é medida em volts.
A) Alternativas I e II.
B) Alternativas III e IV.
C) Alternativas I e V.
D) Alternativas II e III.
E) Alternativas II e IV.
Alternativa D.
Primeiramente, calcularemos a potência elétrica produzida pelo peixe, através da fórmula que a relaciona à corrente elétrica e à tensão elétrica:
\(P=U\cdot i\)
\(P=600\cdot2\)
\(P=1200\ W\)
De acordo com a tabela, o equipamento elétrico que tem a potência elétrica mais próxima da potência elétrica do peixe é a churrasqueira elétrica.
Alternativa B.
Primeiramente, convertemos o tempo de minutos para segundos:
\(1min{=60\ s}\)
Por fim, calculamos a corrente elétrica através da fórmula que a relaciona à carga elétrica e ao tempo:
\(i=\frac{Q}{t}\)
\(i=\frac{12}{60}\)
\(i=0,2\ A\)
Alternativa A.
Para escrevermos a expressão algébrica adotaremos o sentido da corrente elétrica e da malha como no sentido horário. Então, iniciando do resistor de 4 Ω, obtemos:
\(+4i-7,5+2i+4i+2,5=0\)
\(+10i-5=0\)
\(10i=5\)
\(i=\frac{5}{10}\)
\(i=0,5\ A\)
A diferença de potencial elétrico no resitor é de 2,0 Ω, então calcularemos a partir da 1ª lei de Ohm:
\(U=R\cdot i\)
\(U=2\cdot0,5\)
\(U=1\ V\)
Já a potência elétrica dissipada nesse resistor será calculada através da sua fórmula:
\(P=R\cdot i^2\)
\(P=2\cdot{0,5}^2\)
\(P=0,5\ W\)
Alternativa C.
Calcularmos a força contraeletromotriz e a resistência elétrica interna desse receptor elétrico através de um sistema de equações, utilizando para isso a equação dos receptores elétricos:
\(\begin{cases} 22=ε'+r'∙2\\ 25=ε'+r'∙5 \end{cases}\)
Primeiramente, isolaremos a resistência elétrica interna na primeira equação:
\(r^\prime=\frac{22-\varepsilon\prime}{2}\)
Depois, substituiremos essa expressão na segunda equação:
\(25=\varepsilon\prime+\left(\frac{22-\varepsilon\prime}{2}\right)\cdot5\)
\(25=\varepsilon\prime+\frac{110-5\varepsilon\prime}{2}\)
Multiplicando tudo por dois, encontraremos a força contraeletromotriz:
\(50=2\varepsilon\prime+110-5\varepsilon\prime\)
\(50-110=2\varepsilon\prime-5\varepsilon\prime\)
\(-60=-3\varepsilon\prime\)
\(60=3\varepsilon\prime\)
\(\varepsilon^\prime=\frac{60}{3}\)
\(\varepsilon^\prime=20\ V\)
Por fim, substituindo na equação em que isolamos, encontraremos a resistência elétrica interna:
\(^\prime=\frac{22-\varepsilon\prime}{2}\)
\(r^\prime=\frac{22-20}{2}\)
\(r^\prime=\frac{2}{2}\)
\(r^\prime=1\ \Omega\)
Alternativa E.
Calcularemos a resistência elétrica do fio, através da 2ª lei de Ohm:
\(R=\rho\cdot\frac{L}{A}\)
\(R=1,7\cdot{10}^{-6}\cdot\frac{10}{0,1}\)
\(R=1,7\cdot{10}^{-6}\cdot100\)
\(R=1,7\cdot{10}^{-6}\cdot1\cdot{10}^2\)
\(R=1,7\cdot{10}^{-6+2}\)
\(R=1,7\cdot{10}^{-4\ }\Omega\ \)
Alternativa C.
Primeiramente, calcularemos a capacitância equivalente dessa associação em paralelo, através da sua fórmula:
\({C_{12}=C}_1+C_2\)
\(C_{12}=2+\ 2\)
\(C_{12}=4\ mF\)
Por fim, calcularemos a capacitância equivalente na associação em série, através da sua fórmula:
\(C_{eq}=\frac{C_3\cdot C_{12}}{C_3+C_{12}}\)
\(C_{eq}=\frac{2\cdot4}{2+4}\)
\(C_{eq}=\frac{8}{6}\)
\(C_{eq}\cong1,34\ mF\)
Alternativa E.
Calcularemos a força eletromotriz desse gerador elétrico, através da equação do gerador elétrico:
\(U=\varepsilon-r\cdot i\)
\(19=\varepsilon-3\cdot7\)
\(19=\varepsilon-21\)
\(\varepsilon=19+21\)
\(\varepsilon=40\ V\)
Alternativa E.
Calcularemos a resistência elétrica equivalente da associação de resistores em série através da soma de todas as resistências elétricas:
\({R_{eq}=R}_1+R_2+R_3\)
\(R_{eq}=20+20+20\)
\(R_{eq}=60\ \Omega\)
Alternativa B.
Calcularemos a tensão elétrica através da sua fórmula:
\(U=R\cdot i\)
\(U=22\cdot5\)
\(U=110\ V\)
Alternativa A.
Calcularemos a resistência elétrica equivalente dos resistores associados em paralelo através da sua fórmula geral:
\(\frac{1}{R_{eq}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\frac{1}{R_3}\)
\(\frac{1}{R_{eq}}=\frac{1}{15}+\frac{1}{20}+\frac{1}{25}\)
\(\frac{1}{R_{eq}}=\frac{20+15+12}{300}\)
\(\frac{1}{R_{eq}}=\frac{47}{300}\)
\(R_{eq}=\frac{300}{47}\)
\(R_{eq}\approx6,4\ \Omega\)
Alternativa C.
Calcularemos a resistência elétrica do resistor através da sua fórmula:
\(R=\frac{U}{i}\)
\(R=\frac{220}{27,5}\)
\(R=8\ \Omega\)
Alternativa D.
I. A resistividade elétrica é medida em \([Ω∙m]-1\). (incorreta)
A resistividade elétrica é medida em \([Ω∙m]\).
II. A resistência elétrica é medida em ohm. (correta)
III. A carga elétrica é medida em coulomb. (correta)
IV. A ddp elétrica é medida em volts por metro. (incorreta)
A ddp é medida em volts.
V. A corrente elétrica é medida em volts. (incorreta)
A corrente elétrica é medida em ampère.