corrente elétrica, resistores e lei de ohm

FÍSICA - 2o ANO
MÓDULO 17
ELETRODINÂMICA:
CORRENTE ELÉTRICA,
RESISTORES E LEI DE
OHM
A
B
EXCESSO DE
CARGAS NEGATIVAS
FALTA DE
CARGAS NEGATIVAS
A
+
VA
-
B
VB
U = VA - VB
→
E
B
A
U = VA - VB
A
+
-
B
ELÉTRONS
+
i
im
∆Q
= –––
∆t
Q
i = ––
t
C
1A = 1 ––
s
i
Q
t
0
N
Q = Área
ou
A
i
R
U
B
u
u2
u1
u
i
0
i
0
i1
i2
Como pode cair no enem
A corrente elétrica é o fluxo ordenado de par-tículas portadoras de carga elétrica, ou também, é o deslocamento de cargas dentro de um condutor, quando existe uma diferença de
potencial elétrico entre as extremidades. Tal deslocamento procura restabelecer o equilíbrio
desfeito pela ação de um campo elétrico ou outros meios (reação química, atrito, luz etc.).Sabese que, microscopicamente, as cargas livres estão em movimento aleatório devido à agitação
térmica. Apesar desse movimento desor-denado, ao estabelecermos um campo elétrico na
região das cargas, verifica-se um movimento ordenado que se apresenta superposto ao primeiro. A esse movimento ordenado dos portadores de cargas é que denominamos corrente
elétrica. Nos metais existe grande quantidade de elétrons→
livres, em movimento desordenado.
Quando se cria, de alguma maneira, um campo elétrico ( E ) no interior de um corpo metálico,
→
esses movimentos passam a ser ordenados no sentido oposto ao do vetor campo elétrico ( E
), constituindo a corrente elétrica.
(Adaptado de http://pt.wikipedia.org)
O fato da corrente elétrica, nos metais ter sentido oposto ao verdadeiro sentido do movimento
dos portadores de cargas, pode ser compreendido se levarmos em conta:
a) o fato dos elétrons serem muito menores que os prótons;
b) o fato dos elétrons terem cargas opostas às cargas do próton;
c) o fato de que a carga do elétron ser negativa é uma simples convecção;
d) que o conceito de movimento independe do refe-rencial adotado;
e) o fato de que o conceito de movimento é relativo.
Fixação
-1) A corrente que atravessa um condutor varia, como mostra o gráfico a seguir:
-
12
i(mA)
4
0
2 t(s)
a) Determine a carga elétrica que passa pelo condutor nos dois segundos do gráfico.
b) O número de elétrons que atravessa o condutor.
c) A intensidade de corrente média no mesmo intervalo.
o
Fixação
F
2) Um condutor metálico de resistência elétrica 12 Ω é submetido a uma ddp de 48 V. Considere3
a carga do elétron igual a 1,6 . 10-19 C.
a) Qual o número de elétrons que atravessam o condutor em 1s?
b) Se esse condutor for atravessado por uma carga de 30 C em 1s, qual a ddp a que ele está
submetido?
a
b
c
Fixação
e3) A ddp de um condutor elétrico varia em função da corrente como mostra o gráfico a seguir.
300
U(V)
100
25
0
5
10
20 i (A)
a) É possível garantir que esse condutor não seja ôhmico?
b) Qual o valor de sua resistência aparente para a corrente de 20 A?
c) Como fica o gráfico da resistência aparente em função da corrente para esse condutor?
Fixação
F
4) Um fio de cobre (ρ = 1,7 . 10-8 Ω.m) tem área da secção transversal igual a 12 mm2 . Qual5
deve ser o comprimento desse fio para que ele apresente resistência de 50Ω?
a
a
b
Fixação
l5) (UNICAMP) Sabe-se que a resistência elétrica de um fio cilíndrico é diretamente proporcional
ao seu comprimento e inversamente proporcional à área de sua secção reta.
a) O que acontece com a resistência elétrica do fio, quando triplicamos o seu comprimento?
b) O que acontece com a resistência elétrica do fio, quando dobramos o seu raio?
Proposto
1) (CESGRANRIO) A resistência elétrica R de um condutor metálico homogêneo (um fio de cobre,
por exemplo) pode ser expressa, em função dos parâmetros geométricos do condutor, pela relação:
L
R = r ––
A
Onde:
L - é o comprimento do condutor (fio);
A - é a área da seção reta do condutor (fio);
ρ - é um parâmetro característico do material do condutor (para uma determinada temperatura),
chamado resistividade elétrica.
Podemos, então, concluir que a resistividade elétrica de material pode se expressar em:
a) Ωm
d) Ωm2
3
b) Ωm e) Ωm/°C
3
c) Ωm /°C
Proposto
,2) Uma corrente de 10 A é mantida em um condutor metálico durante dois minutos. Assinale
a alternativa que indica a carga elétrica que atravessa uma seção do condutor neste intervalo
de tempo.
a) 1.200 C
d) 20 C
b) 120 C
e) 600 C
c) 200 C
Proposto
3) (PUC) A corrente elétrica através de um fio metálico é constituída pelo movimento de:
a) cargas positivas no sentido da corrente;
b) cargas positivas no sentido oposto ao da corrente;
c) elétrons livres no sentido oposto ao da corrente;
d) íons positivos e negativos;
e) nenhuma resposta é satisfatória.
Proposto
4) Um ampère corresponde a:
I) um coulomb por segundo;
II) passagem de 6,25 . 1018 cargas elementares por segundo através da seção transversal de
um condutor (carga elementar = 1,6 x 10-19 C);
III) 1,6 x 10-19 cargas elementares por unidade de área.
Responda:
a) Só a afirmação I é correta.
b) Só a afirmação II é correta.
c) Só a afirmação III é correta.
d) Há duas afirmações corretas.
e) Nenhuma afirmação é correta.
Proposto
5) A carga elétrica de um elétron vale 1,6 . 10-19 C. A passagem em 1s pelo filamento de uma
lâmpada de 1,25. 1017 elétrons equivale a uma corrente elétrica, em mA, igual a:
a) 1,3 . 10-2 d) 2,0 . 10
b) 1,8 . 10-2 e) 2,0 . 102
c) 2,0 . 10-2
Proposto
6) (PUC) Uma corrente elétrica de intensidade de 11,2 mA percorre um condutor metálico. A
carga elementar é e = 1,6 . 10-19 C.
Determine o tipo e o número de partículas carregadas que atravessam uma secção transversal desse condutor por segundo.
a) Prótons; 7,0 . 1013 partículas.
b) Íons do metal; 14,0 . 1016 partículas.
c) Prótons; 7,0 . 1019 partículas.
d) Elétrons; 14,0 . 1016 partículas
e) Elétrons; 7,0 . 10 partículas.
Proposto
7) Um condutor metálico é percorrido por uma corrente elétrica contínua e constante de intensidade 40 mA.
Qual a quantidade de carga elétrica que atravessa uma secção transversal do condutor
durante 10s?
Proposto
-8) Por uma secção transversal de um condutor metálico, passam 3,0 x 1021 elétrons em cada
minuto.
Qual a intensidade da corrente elétrica que atravessa o condutor? A carga de um elétron
é 1,6 x 10-19 C.
Proposto
9) (IME) A intensidade da corrente elétrica que atravessa um condutor metálico varia com o
tempo, como mostra o gráfico abaixo.
i(mA).
64
0
2
4
6
8 t(s)
Sendo a carga elementar e = 1,6 x 10-19C, determine, para os 8s:
a) O número de elétrons que atravessa uma seção do condutor.
b) A intensidade média de corrente.
Proposto
Tensão Elétrica
10) O gráfico abaixo mostra como varia a tensão elétrica em um resistor mantido a uma temperatura constante em função da corrente elétrica que passa por esse resistor.
Corrente Elétrica
Com base nas informações contidas no gráfico, é correto afirmar que:
a) a corrente elétrica no resistor é diretamente proporcional à tensão elétrica;
b) a resistência elétrica do resistor aumenta quando a corrente elétrica aumenta;
c) a resistência do resistor tem o mesmo valor qualquer que seja a tensão elétrica;
d) dobrando-se a corrente elétrica através do resistor, a potência elétrica consumida quadruplica;
e) o resistor é feito de um material que obedece a Lei de Ohm.