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Centro Univerisitário de João Pessoa - Departamento de Ciências Exatas
Coordenação de Engenharia Civil
Fı́sica Geral III
Professor: José Jacinto Cruz de Souza
Turma: P4 - E
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LISTA DE EXERCÍCIO
Exercı́cios referentes aos temas: Corrente elétrica, Resistência elétrica, Energia e Potência Elétrica.
1. Um fio de metal, de resistência R0 e comprimento l0 , é cortado em três segmentos iguais. Os
segmentos são unidos, de modo a formar um novo fio de comprimento l = l0 /3. Determine a
resistência R do novo fio em função de R0 .
2. Um fio condutor de seção reta circular, com um diâmetro não uniforme, transporta uma corrente de
5A (ver Figura). O raio da seção reta A1 é 0, 4cm.
(a) Determine a densidade de corrente em A1 .
(b) Se a densidade de corrente em A2 for um quarto da densidade de corrente em A1 , qual é o raio
do condutor em A2 ?
3. A bateria na figura abaixo tem resistência interna desprezı́vel. Determine (a) a corrente em cada
resistor e (b) a potência fornecida pela bateria.
4. Aplicação em Engenharia. Enquanto você está reformando a sua garagem, você precisa emendar
temporariamente um fio de cobre de 80m de comprimento e 1, 0mm de diâmetro com um fio de
alumı́nio de 49m de comprimento, que tem o mesmo diâmetro. A corrente máxima nos fios é 2, 0A.
(a) Determine a queda de potencial em cada fio deste sistema quando a corrente é 2, 0A. (b)
Determine o campo elétrico em cada fio quando a corrente é 2, 0A.
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5. Uma bateria do carro totalmente carregada deve ser conectada por cabos a uma bateria descarregada
de carro para carregá-la. (a) A qual terminal a bateria descarregada você deve conectar o terminal
positivo da bateria carregada? (b) Considere que a bateria tenha uma fem de 1 = 12V , a bateria
descarregada tenha uma fem 2 = 11V , as resistências internas das baterias sejam r1 = r2 = 0, 2Ω e
a resistência dos cabos de ligação seja de R = 0, 010Ω. Qual será a corrente de carga? (c) Qual será
a corrente se as baterias estão conectadas de maneira incorreta?
6. Conforme os circuitos das figuras abaixo, (a) Determine a resistência equivalente entre os pontos a e
b na figura abaixo. (b) Se a queda de potencial entre os pontos a e b é 12,0V, determine a corrente
em cada resistor.
7. O transistor, descoberto em 1947, é considerado por muitos como a maior invenção do século XX.
Componente chave nos equipamentos eletrônicos modernos, ele tem a capacidade de amplificar a
corrente em circuitos elétricos. A figura a seguir representa um circuito que contém um transistor
com seus três terminais conectados: o coletor (c), a base (b) e o emissor (e). A passagem de corrente
entre a base e o emissor produz uma queda de tensão constante Vbe = 0, 7V entre esses terminais.
(a) Qual é a corrente que atravessa o resistor R = 1000Ω ?
(b) O ganho do transistor é dado por G = iicb , onde ic é a corrente no coletor (c) e ib é a corrente
na base (b). Sabendo-se que ib = 0, 3mA e que a diferença de potencial entre o pólo positivo
da bateria e o coletor é igual a 3,0 V , encontre o ganho do transistor.
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8. O chuveiro elétrico é amplamente utilizado em todo o paı́s e é o responsável por grande parte do
consumo elétrico residencial. A figura abaixo representa um chuveiro metálico em funcionamento e
seu circuito elétrico equivalente. A tensão fornecida ao chuveiro vale V = 200V e sua resistência é
R1 = 10Ω.
(a) Suponha um chuveiro em funcionamento, pelo qual fluem 3,0 litros de água por minuto, e
considere que toda a energia dissipada na resistência do chuveiro seja transferida para a água.
O calor absorvido pela água, nesse caso, é dado por Q = mc∆T onde c = 4.103 J/kg o c é o calor
especı́fico da água, m é a sua massa e ∆T é a variação de sua temperatura. Sendo a densidade
da água igual a 1000kg/m3 , calcule a temperatura de saı́da da água quando a temperatura de
entrada for igual a 20o C.
(b) Considere agora que o chuveiro esteja defeituoso e que o ponto B do circuito entre em contato
com a carcaça metálica. Qual a corrente total no ramo AB do circuito se uma pessoa tocar o
chuveiro como mostra a figura? A resistência do corpo humano nessa situação vale R2 = 1000Ω.
9. Aplicação em Engenharia. A corrente medida em um circuito na casa é 12, 5A. Neste cicuito,
único equipamento que está ligado um aquecedor de ambiente que está sendo utilizado para aquecer
o banheiro. Um par de fios de cobre de calibre 12 conduz a corrente do pinel de controle no porão
até a tomada na parede do banheiro, a uma distância de 30,0m. Você mede a tensão no painel e
constata que ela exatamente 120V . Qual é a tensão na tomada da parede no banheiro ao qual o
aquecedor está ligado?
10. Para o circuito mostrado na figura, C = 6µF , = 100V e R = 500Ω. Depois de ter estado em
contato com a por um longo tempo, o interruptor é girado para o cantato b. (a) Qual é a carga na
placa superior do capacitor logo após o movimento do interruptor para o contato a? (b) Qual é a
corrente inicial logo após o movimento do interruptor para o contato a? (c) Qual é a constante de
tempo deste circuito?
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Gabarito: 1) R = R0 /3. 2) (a) J1 = 2, 5.104 A/m. (b) r2 = 0, 8cm . 3) (a) I3 = 1, 58A, I2 =
0, 632A I4 = 0, 316A (b) P = 9, 47W . 4) (a) Vcobre = 3, 5V Vf erro = 12V (b) Ecobre = 43.10−3 V /m
Ef erro = 0, 25V /m. 5) (a) resposta conforme analise do circuito. (b) I = 20A (c) I = 460A. 6)
(a) Req1 = 6Ω Req2 = 4, 10Ω (b) I1a = 667mA I2a = 1, 33A I3a = 667mA. I1b = 1, 43A I2b = 1, 5A
I3b = 0, 86A I4b = 0, 57A I5b = I6b = 0, 75A. 7) (a) i = 0, 7mA (b) G =50. 8) (a) T = 40o C (b)
i = 20, 2A. 9) V = 116V . 10) (a) Q = 600µC. (b) I = 0, 2A. (c) τ = 3, 0ms. (d) Q(t) = 81, 2µC.