6ª LISTA DE EXERCÍCIOS – CORRENTE E RESISTÊNCIA ELÉTRICA
1. Uma corrente de 5 A percorre uma resistência de 10 Ω durante 4 minutos. (a) Quantos
Coulombs e (b) quantos elétrons atravessam uma seção reta do resistor durante esse
tempo?
Resposta: a) 1,2 × 103 C; b) 7,5 × 1021 elétrons
2. Num fio de cobre de 0,25 cm de diâmetro existe uma corrente pequena, porém ainda
mensurável, de 10-10 A. Calcule o valor da velocidade de arrastamento dos elétrons.
Resposta: 1,5 × 10-15 m/s
3. A área da seção reta de um trilho de bonde é igual a 46 cm². Qual é a resistência elétrica
de uma linha de 10 km de comprimento? A resistividade do aço de que é feito o trilho
vale 6,0 × 10-7 Ω.m.
Resposta: 2,1 Ω
4. Uma mesma diferença de potencial é aplicada aos extremos de dois fios, de mesmo
comprimento, um de ferro e outro de cobre. (a) Qual deve ser a relação entre seus raios
para que a corrente seja a mesma nos dois? (b) Pode a densidade de corrente ser a mesma
nos dois fios, para raios convenientemente escolhidos?
Resposta: (a) 2,4; o de ferro sendo o maior; (b) Não
5. Um fio de Nicromo (liga de níquel-cromo, comumente utilizada em elementos de
aquecimento) tem 1,0 m de comprimento e 1,0 mm² de seção reta. Ao se aplicar uma
diferença de potencial de 2,0 V entre suas extremidades, ele transporta uma corrente de
4,0 A. Quanto vale a condutividade (σ) do Nicromo?
Resposta: 2,0 × 106 S
6. Dois condutores são feitos do mesmo material e têm o mesmo comprimento. O condutor
A é um fio sólido de 1,0 mm de diâmetro e o condutor B é um tubo oco de diâmetro
externo 2,0 mm e diâmetro interno 1,0 mm. Quanto vale a razão entre as resistências,
RA/RB, medidas entre as suas extremidades?
Resposta: 3,0
7. Dois fios iguais, um de cobre e outro de ferro, com comprimento l e diâmetro d, são
ligados de modo a formar um único fio composto, nos extremos do qual se aplica uma
diferença de potencial V. Calcule para cada fio: (a) o valor do campo elétrico, (b) a
densidade de corrente e (c) a diferença de potencial nos extremos. Suponha que l = 10 m,
d = 2,0 mm e V = 100 V.
Resposta: (a) 15 V (cobre); 85 V (ferro); (b) 8,5 × 107 A/m²;
(c) 1,5 V/m (cobre); 8,5 V/m (ferro)
8. Barras cilíndricas circulares de alumínio e de cobre, de mesmo comprimento são
projetadas de modo a terem a mesma resistência. A resistividade do cobre é 0,61 vezes a
do alumínio e a sua densidade é 3,3 vezes a deste último. Qual deve ser a razão entre
massas das barras de alumínio e de cobre?
Resposta: 0,50
9. A resistência de enrolamento de um motor elétrico (fio de cobre) é igual a 50 Ω (quando
o motor está parado) à temperatura de 20ºC. Após várias horas de funcionamento, a
resistência aumenta para 58 Ω. Qual é, então, a temperatura do enrolamento?
Resposta: 61ºC
10. Um aparelho de raios X dispõe de uma corrente de 7,0 mA e opera a uma diferença de
potencial de 80 kV. Qual é a potência dissipada em Watts?
Resposta: 560 W
11. Uma diferença de potencial de 1,0 V é aplicada num fio de cobre nº 18, de 30 m de
comprimento e 0,1 cm de diâmetro. Calcule (a) a corrente, (b) a densidade de corrente,
(c) a intensidade do campo elétrico e (d) a potência dissipada pelo efeito Joule.
12. A Junta Nacional de Seguros contra incêndios estabeleceu vários máximos para as
correntes que podem ser usadas em vários tipos de fios. Para um fio de cobre nº10,
encapado de borracha (diâmetro do fio de cobre 0,25 cm), o valor máximo da corrente
que pode ser usada com segurança é 25 A. Calcule para essa corrente: (a) a densidade de
corrente, (b) a intensidade do campo elétrico, (c) a diferença de potencial correspondente
a 300 m de fio e (d) a potência dissipada pelo efeito Joule para um fio de 300 m de
comprimento.
Resposta: (a) 4,9 × 106 A/m²; (b) 8,3 × 10-2 V/m; (c) 25 V; (d) 630 W
13. Um aquecedor elétrico que dissipa 500 W de potência sob a forma de calor é imerso
numa panela contendo 2 litros d’água a 20ºC. (a) Supondo 80% do calor produzido é
absorvido pela água, quanto tempo levará esta para atingir o ponto de ebulição? (b)
Quanto tempo mais será necessário para evaporar metade da água?
Resposta: (a) 28 minutos; (b) 1,6 horas
14. Um aquecedor de 1250 W é construído para operar sob uma tensão de 115 V. (a) Qual
será a corrente no aquecedor? (b) Qual é a resistência da bobina de aquecimento? (c)
Quantas quilocalorias são produzidas por hora pelo aquecedor?
Resposta: (a) 11 A; (b) 11 Ω; (c) 1100 kcal