CIRCUITOS ELÉTRICOS — EXERCÍCIOS — PARTE 1

FÍSICA - 2o ANO
MÓDULO 24
CIRCUITOS ELÉTRICOS
— EXERCÍCIOS —
PARTE 1
Como pode cair no enem
(ENEM) Considere a seguinte situação hipotética: ao preparar o palco para a apresentação de
uma peça de teatro, o iluminador deveria colocar três atores sob luzes que tinham igual brilho
e os demais, sob luzes de menor brilho. O iluminador determinou, então, aos técnicos, que
instalassem no palco oito lâmpadas incandescentes com a mesma especificação (L1 a L8),
interligadas em um circuito com uma bateria, conforme mostra a figura.
L1
E
L4
L7
L2
L5
L3
L6
L8
Nessa situação, quais são as três lâmpadas que acendem com o mesmo brilho por apresentarem igual valor de corrente fluindo nelas, sob as quais devem se posicionar os três atores?
a) L1, L2 e L3
b) L2, L3 e L4
c) L2, L5 e L7
d) L4, L5 e L6
e) L4, L7 e L8
Fixação
e1) Determine, para o circuito da figura, a intensidade de corrente elétrica que atravessa o
gerador elétrico AB.
-
8,0Ω
A
6,0Ω
40Ω
15Ω
2,0Ω
B
9,0Ω
4,0Ω
F
Fixação
2) No circuito elétrico mostrado abaixo, os medidores são ideais. O voltímetro indica 45 V e o3
d
amperímetro A acusa uma corrente de intensidade 3,0 A.
–
E
r
+
V
A
R
Para esse circuito, determine:
a) A resistência externa R.
b) A força eletromotriz E do gerador, se sua resistência interna vale 5,0Ω.
a
b
c
d
Fixação
3) (UNICAMP) No circuito da figura, A é um amperímetro de resistência nula, V é um voltímetro
de resistência infinita. A resistência interna da bateria é nula.
A
100V
+
–
10A
R1
2,0A
R2
a) Qual é a intensidade de corrente medida pelo amperímetro?
b) Qual é a voltagem medida pelo voltímetro?
c) Quais são os valores das resistências R1 e R2?
d) Qual é a potência fornecida pela bateria?
V
Fixação
F
4) O gerador ideal alimenta o circuito a seguir.
5
c
e
d
e
R1=5Ω
U=20V
R3=20Ω
R2=5Ω
R4=20Ω
Determine a intensidade de corrente que percorre cada resistor.
d
n
a
p
a
b
c
d
e
Fixação
5) (ENEM) Todo carro possui uma caixa de fusíveis, que são utilizados para proteção dos circuitos elétricos. Os fusíveis são constituídos de um material de baixo ponto de fusão, como o
estanho, por exemplo, e se fundem quando percorridos por uma corrente elétrica igual ou maior
do que aquela que são capazes de suportar. O quadro a seguir mostra uma série de fusíveis
e os valores de corrente por eles suportados.
Fusível
Corrente Elétrica (A)
Azul
1,5
Amarelo
2,5
Laranja
5,0
Preto
7,5
Vermelho
10,0
Um farol usa uma lâmpada de gás halogênio de 55 W de potência que opera com 36 V. Os
dois faróis são ligados separadamente, com um fusível para cada um, mas, após um mau funcionamento, o motorista passou a conectá-los em paralelo, usando apenas um fusível. Dessa forma,
admitindo-se que a fiação suporte a carga dos dois faróis, o menor valor de fusível adequado para
proteção desse novo circuito é o:
a) azul
b) preto
c) laranja
d) amarelo
e) vermelho
Fixação
6) Uma pequena bateria de resistência interna desprezível e f.e.m.
3,0 V é associada a um resistor, como indica a figura ao lado.
R
Quanta energia deve fornecer a bateria para que passe pelo resistor uma carga elétrica
de 100 C?
Proposto
1) (ENEM) Observe a tabela seguinte. Ela traz especificações técnicas constantes no manual
de instruções fornecido pelo fabricante de uma torneira elétrica.
Especificações Técnicas
Modelo
Torneira
Tensão Nominal (Volts~)
127
220
(Frio)
Potência Nominal (Watts)
(Morno)
Desligado
2 800
3 200
2 800
3 200
(Quente)
4 500
5 500
4 500
5 500
Corrente Nominal (Ampères)
35,4
43,3
20,4
25,0
Fiação Mínimo (Até 30 m)
2
6 mm
Fiação Mínimo (Acima 30 m)
10 mm
Dijuntor (Ampères)
40
2
10 mm
2
4 mm
4 mm2
16 mm
2
6 mm
6 mm2
50
2
2
25
30
(Disponível em: http://www.cardal.com.br/manualprod/Manuais/Torneira%20Suprema/-Manual_Torneira_Suprema_roo.pdf)
Considerando que o modelo de maior potência da versão 220 V da torneira suprema foi
inadvertidamente conectada a uma rede com tensão nominal de 127 V, e que o aparelho está
configurado para trabalhar em sua máxima potência. Qual o valor aproximado da potência ao
ligar a torneira?
a)1.830W
d) 4.030W
b) 2.800W
e) 5.500W
c) 3.200W
Proposto
P
2) No circuito a seguir, o gerador de f.e.m. 150 V tem resistência interna de 2,0 Ω.
3
t
D
150V
–
+
2Ω
C
V
5Ω
A
20Ω
A
3Ω
30Ω
B
Estando o ponto B ligado à Terra (VB = 0), determine:
a) A indicação do amperímetro ideal A.
b) O potencial elétrico dos pontos A, C, e D
c) A indicação do voltímetro ideal V.
q
d
p
l
e
a
b
c
d
e
Proposto
3) (ENEM) O manual de instruções de um aparelho de ar-condicionado apresenta a seguinte
tabela, com dados técnicos para diversos modelos:
Capacidade
de
refrigeração
kW/(BTU/h)
Potência
(W)
Corrente
elétrica ciclo frio
(A)
Eficiência
energética
COP
(W/W)
Vazão de
ar (m3/h)
Frequência
(Hz)
3,52/(12.000)
1.193
5,8
2,95
550
60
5,42/(18.000)
1.790
8,7
2,95
800
60
5,42/(18.000)
1.790
8,7
2,95
800
60
6,45/(22.000)
2.188
10,2
2,95
960
60
6,45/(22.000)
2.188
10,2
2,95
960
60
(Disponível em: http://www.institucional.brastemp.com.br. Acesso em: 13 jul. 2009 [adaptado].)
Considere-se que um auditório possua capacidade para 40 pessoas, cada uma produzindo uma
quantidade média de calor, e que praticamente todo o calor que flui para fora do auditório o faz por meio
dos aparelhos de arcondicionado. Nessa situação, entre as informações listadas, aquelas essenciais
para se determinar quantos e/ou quais aparelhos de ar-condicionado são precisos para manter, com
lotação máxima, a temperatura interna do auditório agradável e constante, bem como determinar a
espessura da fiação do circuito elétrico para a ligação desses aparelhos, são:
a) vazão de ar e potência.
b) vazão de ar e corrente elétrica – ciclo frio.
c) eficiência energética e potência.
d) capacidade de refrigeração e frequência.
e)capacidade de refrigeração e corrente elétrica – ciclo frio.
Proposto
4) Para o circuito elétrico esquematizado abaixo, determine:
9Ω
+
–
12Ω
12Ω
E=60V
12Ω
a) A intensidade de corrente elétrica, através do gerador.
b) A potência fornecida pelo gerador ao circuito externo.
r=2Ω
Proposto
5) Um gerador elétrico de tensão constante E = 20 V lança num circuito a corrente contínua de 3,0 A.
Calcule a energia recebida por esse circuito durante um intervalo de tempo de 30 s.
Proposto
6) Quando o motor de arranque de um automóvel, que opera com uma bateria de 12 V, é acionado,
ele é percorrido por uma corrente elétrica de 200 A. Sabendo-se que uma bateria descarrega
completamente em 4h se ficar alimentando dois faróis de 60 W cada, em quanto tempo ela descarrega se o motor de partida ficar ligado ininterruptamente?
Proposto
7) Liga-se um resistor de resistência R = 39 ohms a uma bateria
de f.e.m. 10 V e resistência interna 1,0 ohm.
-
Aponte:
a) A intensidade de corrente elétrica i no circuito
b) A potência dissipada no interior da bateria.
E=10V
+
r=1,0Ω
R=39Ω
–
Proposto
8) (ENEM) Quando ocorre um curto-circuito em uma instalação elétrica, como na figura, a resistência
total do circuito diminui muito, estabelecendo-se nele uma corrente muito elevada.
O superaquecimento da fiação, devido a esse aumento da corrente elétrica, pode ocasionar incêndios,
que seriam evitados instalando-se fusíveis e disjuntores que interrompem essa corrente, quando a mesma
atinge um um valor acima do especificado nesses dispositivos de proteção. Suponha que um chuveiro
instalado em uma rede elétrica de 110 V, em uma residência, possua três posições de regulagem da
temperatura da água. Na posição verão utiliza 2 100 W, na posição primavera, 2 400 W, e na posição
inverno, 3 200 W.
Deseja-se que o chuveiro funcione em qualquer uma das três posições de regulagem de temperatura,
sem que haja riscos de incêndio. Qual deve ser o valor mínimo adequado do disjuntor a ser utilizado?
a) 40A
d) 23A
b) 30A
e) 20A
c) 25A
Proposto
9) No circuito esquematizado, a indicação do amperímetro ideal A é:
a) 4,0A
b) 3,0A
c) 2,0A
12V
+
–
2,0Ω
A
6,0Ω
1,5Ω
3,0Ω
d) 1,0A
e) 0,50A
Proposto
10) No circuito representado abaixo, a razão entre as leituras VA e VE do voltímetro ideal V, com a chave
Ch aberta (VA) e depois fechada (VE):
a) 6
b) 4
c) 2
E = 6V
6Ω
3Ω
r=20Ω
Ch
d) 1
e) zero
V
Proposto
11) A figura a seguir representa um circuito constituído por uma lâmpada incandescente L de resistência 30 Ω, uma resistência R1 = 90 Ω e outra resistência R2 =10 Ω .
O c i r c u i t o é a l i m e n t a d o p o r u m a b a t e r i a c u j a d . d . p . é U = 1 2 V.
Despreze a resistência interna da bateria.
L
U
R1
R2
a) Calcule a corrente que passa pela lâmpada.
b) A resistência R2 queima, não passando mais corrente por ela. Calcule a nova corrente que
passa pela lâmpada.
c) Em qual situação a lâmpada brilhará com maior intensidade: antes ou depois da resistência
R2 queimar? Justifique.
Proposto
12) No circuito elétrico a seguir, os amperímetros A1, A2, A3 e A4, a fonte de tensão e os resistores são todos ideais.
A1
1Ω
A2
A3
3Ω
12V
2Ω
A4
Nessas condições, pode-se afirmar que:
a) A1 e A2 registram correntes de mesma intensidade;
b) A1 e A4 registram correntes de mesma intensidade;
c) a corrente em A1 é mais intensa do que a corrente em A4;
d) a corrente em A2 é mais intensa do que a corrente em A3;
e) a corrente em A3 é mais intensa do que a corrente em A4.
Proposto
-13) (UFRS) Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas no parágrafo a seguir.
Para fazer funcionar uma lâmpada de lanterna, que traz as especificações 0,9W e 6V,
dispõe-se, como única fonte de tensão, de uma bateria de automóvel de 12V.
Uma solução para compatibilizar esses dois elementos de circuito consiste em ligar a lâmpada
à bateria (conside-rada uma fonte ideal) em ______ com um resistor cuja resistência elétrica seja
no mínimo de ______.
a) paralelo – 4Ω
b) série – 4Ω
c) paralelo – 4Ω
d) série – 40Ω
e) paralelo – 80Ω
Proposto
14) No circuito representado na figura abaixo, a intensidade da corrente elétrica através do
resistor de 2 Ω é de 2 A. O circuito é alimentado por uma fonte de tensão ideal ε.
ε
1
–– Ω
3
2A
2Ω
4Ω
1
–– Ω
3
a) Qual o valor da diferença de potencial entre os terminais dos resistores de 1/3Ω?
b) Qual a força eletromotriz da fonte?
Proposto
o15) (UNIRIO) Cinco alunos participaram de uma aula prática no Laboratório de Física. Cada
aluno recebeu uma bateria, dois resistores, um voltímetro e um amperímetro. Os dois últimos
instrumentos são considerados ideais. O objetivo da aula era montar um circuito que associasse
os dois resistores em série à bateria; o voltímetro, indicando a diferença de potencial de um
dos resistores, e o amperímetro, indicando a corrente do circuito.
Considerando os símbolos acima, acertou o aluno que montou o circuito indicado na opção:
a)
d)
A
V
V
A
b)
e)
A
V
c)
A
V
V
A