Download - 3º Ano Física
COLÉGIO ÂNGULO
ELETRIZAÇÃO E LEI DE COULOMB
CARGA ELÉTRICA ELEMENTAR
I. Entre dois elétrons existe um par de forças
de repulsão.
II. Entre dois prótons existe um par de forças
de repulsão.
III. Entre um próton e um elétron existe um
par de forças de atração.
Isolantes e Condutores
Os corpos chamados condutores são
aqueles em que os portadores de cargas
elétricas têm facilidade de movimentação.
Os corpos chamados isolantes são
aqueles em que os portadores de cargas têm
dificuldade de movimentação.
Eletrização por Atrito
Atritando-se corpos de materiais
diferentes, há passagem de elétrons de um
corpo para o outro, de modo que um dos
corpos fica eletrizado positivamente (perdeu
elétrons) e o outro fica eletrizado
negativamente (ganhou elétrons).
Eletrização por Contato
Quando um corpo eletrizado é
colocado em contato com um corpo
inicialmente neutro, ocorre uma passagem de
elétrons de um corpo para o outro e assim, os
dois corpos ficam com cargas de mesmo
sinal.
Eletrização por Indução
Quando um corpo eletrizado é
colocado próximo a um corpo neutro ocorre a
indução eletrostática, ou seja, as cargas do
condutor neutro são separadas. Para que a
eletrização aconteça é necessário fazer a
ligação do condutor neutro com a terra.
Lei de Coulomb
As forças elétricas obedecem o
princípio de ação e reação (3ª Lei de
Newton), isto é, têm a mesma intensidade,
mesma direção e sentidos opostos, agindo em
corpos diferentes.
"A intensidade da força entre duas cargas
puntiformes ou pontuais varia com o inverso
do quadrado da distância entre elas e é
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diretamente proporcional ao produto dos
valores absolutos das cargas”. Assim:
Exercícios de Sala
1. (UFRS) Um bastão eletricamente
carregado atrai uma bolinha condutora X,
mas repele uma bolinha condutora Y. As
bolinhas X e Y se atraem na ausência do
bastão. Sendo essas forças de atração e
repulsão de origem elétrica, conclui-se que:
a) Y está eletricamente carregada, X está
eletricamente descarregada ou eletricamente
carregada com cargas de sinal contrário ao
das cargas de Y.
b) ambas as bolinhas estão eletricamente
descarregadas.
c) X e Y estão eletricamente carregadas com
cargas de mesmo sinal.
d) X está eletricamente carregada com cargas
de mesmo sinal das do bastão.
e) Y está eletricamente descarregada e X
carregada.
2. Duas cargas elétricas, Q1 = 2μC e Q2 = -
1,5μC, estão localizadas no vácuo distantes
30cm uma da outra. Determine a força de
interação entre as cargas. Considere
k0=9x109N.m2/C2
Tarefa Mínima
1. (SUPRA) Durante as corridas de Fórmula
1, em que os carros desenvolvem altas
velocidades, estes sofrem eletrização por
atrito com o ar, o que acarreta grande risco
de explosão principalmente durante o
abastecimento. Essa eletrização se dá por:
a) perda de elétrons da superfície,
carregando-se positivamente.
b) perda de prótons da superfície,
carregando-se negativamente.
c) ganho de elétrons do ar, carregando-se
positivamente.
d) ganho de prótons do ar, carregando-se
negativamente.
e) perda de elétrons da superfície,
carregando-se alternadamente de forma
positiva e negativa.
2. (PUC-SP) Duas esferas A e B, metálicas e
idênticas, estão carregadas com cargas
respectivamente iguais a 16 µC e 4 µC.
Uma terceira esfera C, metálica e idêntica a
anteriores, está inicialmente descarregada.
Coloca-se C em contato com A. Em seguida,
esse contato é desfeito e a esfera C é
colocada em contato com B. Supondo-se que
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não haja troca de cargas elétricas com o meio
exterior, a carga final de C é de:
a) 8 µC b) 6 µC c) 4 µC
d) 3 µC e) nula
3. (UFSC) As esferas, na figura abaixo, estão
suspensas por fios de seda. A carga elétrica
da esfera A é positiva. As cargas elétricas do
bastão isolante B e da esfera C são,
respectivamente:
(Dê o valor da soma da(s) alternativa(s)
correta(s) como resposta.)
01. Positiva e positiva
02.Positiva e negativa
04. Positiva e neutra
08. Neutra e positiva
16. Negativa e positiva
32. Negativa e negativa
64. Neutra e negativa
4. (UFPA) Um corpo A, eletricamente
positivo, eletriza um corpo B que
inicialmente estava eletricamente neutro, por
indução eletrostática. Nessas condições,
pode-se afirmar que o corpo B ficou
eletricamente:
a) positivo, pois prótons da Terra são
absorvidos pelo corpo.
b) positivo, pois elétrons do corpo foram para
a Terra.
c) negativo, pois prótons do corpo foram para
a Terra.
d) negativo, pois elétrons da Terra são
absorvidos pelo corpo.
e) negativo, pois prótons da Terra são
absorvidos pelo corpo.
6. (ACAFE) Com relação à força de natureza
eletrostática, existente entre duas cargas
elétricas puntiformes, podemos afirmar que:
a) o módulo da força é inversamente
proporcional à distância entre as cargas;
b) o módulo da força é independente do meio
em que as cargas se encontram;
c) a força aumenta, em módulo, quanto
aumenta a distância entre as cargas;
d) a força, em módulo, mantém-se invariável
se as duas cargas aumentarem de valor na
mesma proporção.
7. (UFSC) Obtenha a soma dos valores
numéricos, associados às opções
CORRETAS:
01. Dois corpos eletrizados com cargas de
mesmo módulo mesmo sinal se atraem;
02. A. Lei de Coulomb afirma que a força de
atração eletrostática entre duas cargas de
mesmo sinal é diretamente proporcional ao
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inverso da distância de separação entre
cargas;
04. Um corpo inicialmente neutro, fica
eletrizado com carga positiva quando, por
algum processo, são removidos elétrons do
mesmo.
08. Um corpo, inicialmente neutro, fica
eletrizado com carga negativa quando, por
algum processo, são adicionados elétrons ao
mesmo;
16. Um corpo está eletrizado positivamente
quando tem falta de elétrons.
32. O eletroscópio de folhas de ouro é um
dispositivo destinado a indicar a presença de
cargas elétricas em corpos eletrizados;
64. Qualquer eletroscópio, inclusive o de
folhas de ouro, é um dispositivo destinado a
armazenar cargas elétricas e neutralizá-las,
por atrito, nas experiências de eletrostática.
CAMPO ELÉTRICO E POTENCIAL
ELÉTRICO
O CONCEITO DE CAMPO ELÉTRICO
Suponhamos que, ao ser colocada em
um ponto P, uma carga puntiforme q sofra a
ação de uma força elétrica F. Dizemos então
que no ponto P existe um campo elétrico E
definido por:
Observando essa equação vemos que:
1º) se q > 0, E e F tem mesmo sentido.
2º) se q < 0, E e F tem sentidos opostos.
Campo de uma carga puntiforme
Se a carga Q for positiva o campo
será representado por linhas afastando-se da
carga; se Q for negativa a linhas estarão
aproximando-se da carga.
Módulo de Campo Elétrico
Vimos como calcular o campo
elétrico produzido por uma carga puntiforme.
Se tivermos mais de uma carga, o campo
elétrico em um ponto P é calculado fazendo a
soma vetorial dos campos produzidos por
cada carga.
Linhas de força
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Essas linhas são desenhadas de tal
modo que, em cada ponto, o campo elétrico é
tangente à linha.
Onde as linhas estão mais próximas
o campo é mais intenso e onde elas estão
mais afastadas o campo é mais "fraco".
Campo elétrico uniforme (CEU)
Trabalho sobre uma carga
É possível demonstrar que o trabalho
da força elétrica atuante em uma carga q é
dada por:
onde k é a constante da lei de Coulomb e dA
e dB são as distâncias dos pontos A e B à
carga Q.
Potencial elétrico(V)
O potencial elétrico é a razão entre a
energia potencial elétrica e a carga elétrica no
determinado ponto do campo elétrico. Logo:
A diferença de potencial
então é:
Isso nos demonstra que o potencial de
um ponto em um campo elétrico pode ser
definido como sendo:
OBS: O potencial de uma carga positiva tem
o sinal positivo e o potencial de uma carga
negativa tem o sinal negativo.
Algumas propriedades do potencial
elétrico:
1. O potencial diminui ao longo de uma linha
de força
2. Uma carga positiva, abandonada numa
região onde há campo elétrico, desloca-se
espontaneamente para pontos de potenciais
decrescentes e uma carga negativa,
abandonada numa região onde há campo
elétrico, desloca-se espontaneamente para
pontos de potenciais crescentes.
Superfícies Equipotenciais
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Todos os pontos dessa superfície têm o
mesmo potencial e por isso ela é chamada de
superfície equipotencial.
O potencial em um campo uniforme é dado:
Vab= E.d
Exercícios de Sala
1. (UFSCar-SP) Para que o campo elétrico
resultante em P seja o indicado na figura, é
necessário que as cargas elétricas estejam
distribuídas da seguinte maneira:
a) q1 e q2 positivas e q3 negativa
b) q1 positiva q2 e q3 negativa
c) q1 e e q2 negativas e q3 positiva
d) q1 e q3 positivas e q2 negativa
e) q2 e q3 positivas e q1 negativa
2. (UFSC) Obtenha a soma dos valores
numéricos associados às opções corretas:
01. A lei que rege os fenômenos de atração e
repulsão de cargas elétricas é denominada
Lei de Coulomb.
02. Na natureza, normalmente os corpos se
encontram em equilíbrio eletrostático, pois os
átomos se compõem de números idênticos de
cargas positivas e negativas.
04. O trabalho realizado sobre uma carga
elétrica, para movimentá-la em equilíbrio,
sobre uma superfície eqüipotencial, é
diferente de zero.
08. A diferença de potencial entre dois
pontos de uma mesma superfície
eqüipotencial é nula.
16. Nos materiais condutores de eletricidade,
os portadores de carga apresentam grande
facilidade de movimento no interior do
material. Nos isolantes, é difícil a
movimentação dos portadores de carga.
Tarefa Mínima
1. (UFPI) Uma carga de prova q, colocada
num ponto de um campo elétrico E = 2 · 103
N/C, sofre a ação de uma força F = 18 · 10-5
N. O valor dessa carga, em Coulomb, é de:
a) 9 · 10-8 b) 20 · 10-8 c) 36 · 10-8
d) 9 · 10-2 e) 36 · 10-2
2. (UFPA) Com relação às linhas de força de
um campo elétrico, pode-se afirmar que são
linhas imaginárias:
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a) tais que a tangente a elas em qualquer
ponto tem a mesma direção do campo
elétrico.
b) tais que a perpendicular a elas em
qualquer ponto tem a mesma direção do
campo elétrico.
c) que circulam na direção do campo elétrico.
d) que nunca coincidem com a direção do
campo elétrico.
e) que sempre coincidem com a direção do
campo elétrico.
3. (VUNESP) Na figura, o ponto P está
eqüidistante das cargas fixas + Q e - Q. Qual
dos vetores indica a direção e o sentido do
campo elétrico em P, devido a essas cargas?
4. Um campo elétrico uniforme de módulo E
= 20x103 N/C é mostrado abaixo. Sabendo
que o potencial em A e B são
respectivamente, 50V e 30V, podemos
afirmar que:
a) O trabalho da força elétrica para levar uma
carga q de A para B é maior na trajetória 2 do
que na trajetória 1;
b) A distancia entre A e B vale 20x10-3 m;
c) A força elétrica ao transportar uma carga q
=6 µC de A para B realiza um trabalho de
1,2x10-4J;
d) O trabalho da força elétrica para uma
carga q de A para B é maior pela trajetória 1,
pois ela é menor;
e) Não é possível calcular a distancia entre A
e B.
5. (UNICAP) Assinale as proposições
verdadeiras e faça o somatório.
01. Um corpo neutro não pode ser carregado
por contato ou indução.
02. A força de atração ou de repulsão entre
duas cargas elétricas varia diretamente com a
quantidade de carga e inversamente com o
quadrado da distância que as separa.
04. Potencial e tensão são termos
equivalentes. O potencial tem a dimensão de
trabalho por unidade de carga e é medido em
watt.
08. O potencial, em qualquer ponto de um
campo elétrico, é definido como o trabalho
efetuado para deslocar uma unidade de carga
positiva de um ponto fixo de referência até
esse ponto.
16. Em torno de qualquer sistema de cargas
elétricas, há um campo elétrico.
ELETRODINÂMICA
Corrente Elétrica
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Quando temos um movimento
ordenado de partículas com carga elétrica,
dizemos que temos uma corrente elétrica.
Sentido da corrente
Nos condutores sólidos, o sentido da
corrente elétrica corresponde ao sentido do
movimento de elétrons, pois são eles que se
deslocam, ou seja, a corrente é do potencial
menor (pólo negativo) para o potencial maior
(polo positivo). Este é o sentido real da
corrente.
No estudo da corrente elétrica,
entretanto, adota-se um sentido
convencional, que é do deslocamento das
cargas positivas, ou seja, do potencial maior
para o menor.
Intensidade de Corrente
A intensidade média da corrente (im)
nesse intervalo de tempo é definida por:
No Sistema Internacional a unidade
de intensidade de corrente é o ampère cujo
símbolo é A.
Gráfico i x t
Na Fig. temos o gráfico de i em
função do tempo t para o caso em que i é
constante. Nesse caso, a área da região
sombreada nos dá o módulo da carga que
passa pela seção reta do fio no intervalo de
tempo t.
Resistência-1 Lei de Ohm
É a oposição feita por um condutor à
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.
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Em um condutor que não é ôhmico 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 de que
material 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:
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:
a) 50 b) 40 c) 30 d) 20 e) 10
Tarefa Mínima
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 Ω
b) é ôhmico e sua resistência vale 1,8 x 102
Ω.
c) é ôhmico e sua resistência vale 2,5 x 102
Ω.
d) não é ôhmico e sua resistência vale 0,40
Ω.
e) não é ôhmico e sua resistência vale 0,25
Ω.
2. (UFSC) 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.
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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 comprimento l =200 cm e área de
secção transversal A = 4x10 -4cm2.
5. (UFSC) 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, pois 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.
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.
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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
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:
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.
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Chamando de i1 e i2, as correntes que os
atravessam e de V1 e V2 as tensões a que
estão submetidos, respectivamente podemos
afirmar que:
a) i1 = i2 e V1 = V2 b) i1 = i2 e V1 > V2
c) i1 > i2 e V1 = V2 d) i1 > i2 e V1 < V2
e) i1 < i2 e V1 > V2
2. (UNICAP) No circuito abaixo, sendo de
1,0 A a intensidade da corrente, designada i3,
podemos concluir que: Assinale V para as
afirmativas verdadeiras e F para as
afirmativas falsas.
( ) o circuito abaixo é um circuito em série;
( ) o circuito abaixo é um circuito em
paralelo;
( ) o valor de V é 100 volts;
( ) a corrente i2 vale 2,0 A;
( ) a corrente i1 vale 3,0 A.
Tarefa Mínima
3. (UFSC) Assinale a(s) proposição (ões)
correta(s).
01. Para a maioria dos metais a resistividade
diminui quando há um aumento na
temperatura.
02. A dissipação de energia por efeito Joule
num resistor depende 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 intensidade de corrente se
aplicarmos a mesma tensão sobre ambos.
08. Para um condutor ôhmico um aumento de
tensão corresponde a um aumento
proporcional de corrente elétrica.
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
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c) 15 V
d) 17 V
e)20V
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 Ω 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 =
22,4V.
Assinale as afirmativas verdadeiras.
01. A resistência equivalente é.25 Ω
02. O valor da resistência R é.0,4Ω
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.
GERADOR ELÉTRICO
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:
onde i é a intensidade da corrente que
atravessa o gerador. Na figura damos o
símbolo usado para o gerador real.
2) Curva característica
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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:
Potencia Util= U.i
Potencia Total= E.i
Potencia Dissipada=R.i2
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.
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:
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a) a diferença de potencial no amperímetro
aumentará.
b) a diferença de potencial no amperímetro
diminuirá.
c) a corrente pelo resistor aumentará.
d) a corrente pelo resistor não se alterará.
e) a corrente pelo resistor diminuirá.
2. (UEL) A diferença de potencial obtida nos
terminais de um gerador é 12volts. Quando
esses terminais são colocados em curto-
circuito, a corrente elétrica fornecida pelo
gerador é 5,0 ampères. 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
Tarefa Mínima
1. 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
2. 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 0,5Ω 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
3. 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 4 Ω b) 5 V e 4 Ω c) 12 V e 2 Ω
d) 8 V e 4 Ω e) 15 V e 2 Ω
4. 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.
5. 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
6. Um gerador tem força eletromotriz 36V e
resistência interna 4,5 Ω.
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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 a tensão de 27V ?
7. Um gerador de f.e.m. 24V e resistência
interna de 1 Ω está ligado a um circuito
externo. A tensão entre os terminais do
gerador é de 20V. A intensidade da corrente
elétrica que o atravessa e as potências gerada,
útil e a dissipada que produz são
respectivamente:
a) 3A, 100 W, 70W e 30W
b) 5A, 120 W, 95W e 25W
c) 2A, 87 W, 58W e 29W
d) 1A, 60 W, 48W e 12W
e) 4A, 96 W, 80W e 16W
8. Um gerador apresenta tensão de 20V
quando atravessado por uma corrente de 20A
e, tensão de 15v quando atravessado por
corrente de 30A. Calcule sua força
eletromotriz e sua resistência interna.
a) 25 V e 0,4 Ω b) 35 V e 0,8 Ω
c) 12 V e 2 Ω d) 30 V e 0,5 Ω
e) 25 V e 2Ω
RECEPTORES ELÉTRICOS
Chamamos de receptor elétrico a um
aparelho que transforme energia elétrica em
outro tipo de energia que não seja apenas
térmica.
Como essa equação é de primeiro
grau e o coeficiente de i é positivo (+ r), o
gráfico de U em função de i tem o aspecto da
figura, onde a tangente do ângulo α é
numericamente igual ao valor de r.
Potência do receptor
O receptor tem três potencias distintas:
Potencia Total= U.i
Potencia Util= E.i
Potencia Dissipada= R.i2
Rendimento do receptor
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O rendimento do receptor é obtido
efetuando a divisão entre a potência útil e a
potência total:
Circuito gerador-receptor
Na figura representamos uma situação
em que uma bateria (gerador) faz funcionar
um motor (receptor) que é usado para
levantar um bloco.
Essa situação pode ser representada
pelo seguinte esquema:
onde:
E' = força eletromotriz do gerador
r' = resistência interna do gerador
E" = força contra-eletromotriz do receptor
r" = resistência interna do receptor
Naturalmente devemos ter:
E' > E"
A corrente sai pelo positivo do
gerador e entre no pólo positivo do receptor.
Exercícios de Sala
1. Para o circuito abaixo, determine o sentido
e a intensidade da corrente elétrica.
2. Um receptor tem força contra eletromotriz
igual a 20V e resistência interna igual a
5,0α . Ao ser ligado num circuito, é
atravessado por uma corrente de intensidade
2,0A Determine:
a) a ddp nos terminais do receptor;
b) a potência elétrica fornecida ao receptor;
c) a potência elétrica que o receptor
transforma em outra forma de energia que
não térmica;
d) o rendimento elétrico do receptor.
Tarefa Mínima
1. Um motor elétrico, de resistência interna
2Ω , é ligado a uma ddp de 100V. Constata-
se que o motor é percorrido por uma corrente
de 5A. Determine a f.c.e.m do motor; a
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potência dissipada internamente e o que
acontece se impedirmos o eixo de girar.
a) 90V, 50W e queima
b) 50V, 20W e queima
c) 70V, 50W e aquece
d) 90V, 30W e queima
e) 80V, 40W e aquece
2. A curva característica de um receptor é
dada no gráfico abaixo. Determine a f.c.e.m
do receptor; a resistência interna do receptor;
e as potências fornecidas, útil e dissipada
pelo receptor quando ligado num circuito e
atravessado por uma corrente elétrica de
intensidade 5,0A.
a) 15V, 3 , e 100W, 50W, 50W
b) 10V, 2 , e 50W, 30W, 20W
c) 10V, 2 , e 100W, 50W, 50W
d) 20V, 1 , e 150W, 90W, 60W
e) 20V, 2 , e 200W, 100W, 100W
3. (ACAFE) Assinale a afirmativa correta:
a) A diferença de potencial entre os terminais
de um gerador não ideal é sempre igual à sua
força eletromotriz.
b) A força eletromotriz é a relação entre o
trabalho do gerador e a duração do seu
funcionamento.
c) A força contraeletromotriz e a relação
entre o trabalho útil e a corrente elétrica que
atravessa o receptor.
d) A resistência interna de um gerador
elétrico ideal é nula.
e) Em um receptor elétrico ideal, a diferença
de potencial é sempre diferente da força
contraeletromotriz.
4. (UFSC) 09) No circuito abaixo
representado, temos duas baterias de forças
eletromotrizes E1= 9,0V e E2= 3,0V cujas
resistências internas valem r1 = r2 = 1,0 .
São conhecidos, também, os valores das
resistências R1 = R2 = 4,0Ω e R3 = 2,0Ω .
V1, V2 e V3 são voltímetros e A é um
amperímetro, todos ideais.
Assinale a(s) proposição(ões) correta(s):
01. A bateria E1 está funcionando como um
gerador de força eletromotriz e a bateria E2
como um receptor, ou gerador de força
contra eletro-motriz.
02. A leitura no amperímetro é igual a 1,0 A.
04. A leitura no voltímetro V2 é igual a 2,0
V.
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08. A leitura no voltímetro V1 é igual a 8,0
V.
16. Em 1,0 h, a bateria de força eletromotriz
E2 consome 4,0 Wh de energia.
32. A leitura no voltímetro V3 é igual a 4,0
V.
64. A potência dissipada por efeito Joule, no
gerador, é igual 1,5 W.
5. A curva característica de um motor é
representada abaixo. Calcule a f.c.e.m , a
resistência interna e determine, em
quilowatts-hora (kwh), a energia elétrica que
o motor consome em 10 horas para o motor
funcionando nas condições do ponto P
a) 100V, 100Ω , e 1,0kW
b) 100V, 200 Ω , e 1,0kWh
c) 200V, 100 Ω , e 1,5kWh
d) 200V, 200 Ω, e 1,5kWh
e) 400V, 300 Ω , e 2,5kWh
Nossas anotações:
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“O sucesso é 99% trabalho ardo e 1% de
genialidade”
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