Carga elétrica e Corrente elétrica 1. (Unicamp 2013) O carro elétrico é uma alternativa aos veículos com motor a combustão interna. Qual é a autonomia de um carro elétrico que se desloca a 60 km h, se a corrente elétrica empregada nesta velocidade é igual a 50 A e a carga máxima armazenada em suas baterias é q 75 Ah? a) 40,0 km. b) 62,5 km. c) 90,0 km. d) 160,0 km. 2. (G1 - cftmg 2012) A corrente elétrica nos materiais sólidos, líquidos e gasosos depende da existência de grande quantidade de portadores de carga elétrica livres. Dos materiais apresentados a seguir, aquele que atende a essa condição é a) a água pura, no estado líquido. b) o ar atmosférico, em um dia bem seco. c) o diamante puro, em estado sólido natural. d) o alumínio sólido, à temperatura ambiente. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Atualmente há um número cada vez maior de equipamentos elétricos portáteis e isto tem levado a grandes esforços no desenvolvimento de baterias com maior capacidade de carga, menor volume, menor peso, maior quantidade de ciclos e menor tempo de recarga, entre outras qualidades. 3. (Unicamp 2012) Outro exemplo de desenvolvimento, com vistas a recargas rápidas, é o protótipo de uma bateria de íon-lítio, com estrutura tridimensional. Considere que uma bateria, inicialmente descarregada, é carregada com uma corrente média im 3,2 A até atingir sua carga máxima de Q = 0,8 Ah . O tempo gasto para carregar a bateria é de a) 240 minutos. b) 90 minutos. c) 15 minutos. d) 4 minutos. 4. (G1 - utfpr 2011) A passagem da corrente elétrica pode produzir calor. Instalações elétricas mal feitas, uso de materiais de baixa qualidade ou desgaste de materiais antigos podem provocar curto-circuito. Para evitar-se riscos de incêndios, as instalações elétricas devem conter um dispositivo de segurança denominado: a) fusíl. b) resistor. c) estabilizador de tensão. d) disjuntor. e) relógio de luz. www.nsaulasparticulares.com.br Página 1 de 7 5. (Ufpa 2011) O acelerador de partículas LHC, o Grande Colisor de Hadrons (Large Hadron Collider), recebeu da imprensa vários adjetivos superlativos: “a maior máquina do mundo”, “o maior experimento já feito”, “o big-bang recriado em laboratório”, para citar alguns. Quando o LHC estiver funcionando a plena capacidade, um feixe de prótons, percorrendo o perímetro do anel circular do acelerador, irá conter 1014 prótons, efetuando 104 voltas por segundo, no anel. Considerando que os prótons preenchem o anel uniformemente, identifique a alternativa que indica corretamente a corrente elétrica que circula pelo anel. Dado: carga elétrica do próton 1,6 1019 C a) 0,16 A b) 1,6 1015 A c) 1,6 1029 A d) 1,6 109 A e) 1,6 1023 A 6. (Fuvest 2010) Medidas elétricas indicam que a superfície terrestre tem carga elétrica total negativa de, aproximadamente, 600.000 coulombs. Em tempestades, raios de cargas positivas, embora raros, podem atingir a superfície terrestre. A corrente elétrica desses raios pode atingir valores de até 300.000 A. Que fração da carga elétrica total da Terra poderia ser compensada por um raio de 300.000 A e com duração de 0,5 s? a) b) c) d) e) 1 2 1 3 1 4 1 10 1 20 7. (Ufpe 2010) O gráfico mostra a variação da corrente elétrica I, em ampère, num fio em função do tempo t, em segundos. Qual a carga elétrica, em coulomb, que passa por uma seção transversal do condutor nos primeiros 4,0 segundos? www.nsaulasparticulares.com.br Página 2 de 7 8. (Upe 2010) Uma corrente de 0,3 A que atravessa o peito pode produzir fibrilação (contrações excessivamente rápidas das fibrilas musculares) no coração de um ser humano, perturbando o ritmo dos batimentos cardíacos com efeitos possivelmente fatais. Considerando que a corrente dure 2,0 min, o número de elétrons que atravessam o peito do ser humano vale: Dado: carga do elétron = 1,6 x10-19 C. a) 5,35 . 102 b) 1,62 . 10-19 18 c) 4,12 . 10 d) 2,45 . 1018 e) 2,25 . 1020 9. (Ufop 2010) Em uma tarde de tempestade, numa região desprovida de para-raios, a antena de uma casa recebe uma carga que faz fluir uma corrente de 1,2 x 10 4 A, em um intervalo de tempo de 25 x 10-6 s. Qual a carga total transferida para a antena? a) 0,15 C b) 0,2 C c) 0,48 C d) 0,3 C 10. (Ufscar 2008) O capacitor é um elemento de circuito muito utilizado em aparelhos eletrônicos de regimes alternados ou contínuos. Quando seus dois terminais são ligados a uma fonte, ele é capaz de armazenar cargas elétricas. Ligando-o a um elemento passivo como um resistor, por exemplo, ele se descarrega. O gráfico representa uma aproximação linear da descarga de um capacitor. Sabendo que a carga elétrica fundamental tem valor 1,6 × 10 -19 C, o número de portadores de carga que fluíram durante essa descarga está mais próximo de a) 1017. b) 1014. c) 1011. d) 108. e) 105. 11. (Uece 2008) Uma corrente elétrica de 3,0 A percorre um fio de cobre. Sabendo-se que a carga de um elétron é igual a 1,6 × 10-19 C, o número de elétrons que atravessa, por minuto, a seção reta deste fio é, aproximadamente: a) 1,1 × 1021 b) 3,0 × 106 c) 2,0 × 1010 d) 1,8 × 1011 www.nsaulasparticulares.com.br Página 3 de 7 12. (Unifesp 2005) Um condutor é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i = 800 mA. Conhecida a carga elétrica elementar, e = 1,6 × 10 -19C, o número de elétrons que atravessa uma seção normal desse condutor, por segundo, é a) 8,0 × 1019 b) 5,0 × 1020 c) 5,0 × 1018 d) 1,6 × 1020 e) 1,6 × 1022 13. (Pucmg 2003) Em um relâmpago, a carga elétrica envolvida na descarga atmosférica é da ordem de 10 Coulombs. Se o relâmpago dura cerca de 10 -3 segundos, a corrente elétrica média vale, em Amperes: a) 10 b) 100 c) 1000 d) 10000 14. (Ufsm 1999) Uma lâmpada permanece acesa durante 5 minutos por efeito de uma corrente de 2A, fornecida por uma bateria. Nesse intervalo de tempo, a carga total (em C) liberada pela bateria é a) 0,4. b) 2,5. c) 10. d) 150. e) 600. 15. (Unesp 1990) Mediante estímulo, 2 × 105 íons de K+ atravessam a membrana de uma célula nervosa em 1,0 mili-segundo. Calcule a intensidade dessa corrente elétrica, sabendo-se que a carga elementar é 1,6 × 10-19 C. www.nsaulasparticulares.com.br Página 4 de 7 Gabarito: Resposta da questão 1: [C] A quantidade de carga elétrica contida na bateria é dada por: q i Δt 75Ah 50A Δt 75 h 50 Δt 1,5h Δt Sabendo que a autonomia (em horas) da bateria é 1,5 horas temos: Δs v Δt Δs 60 1,5 Δs 90 km Resposta da questão 2: [D] Das substâncias apresentadas, a única condutora é o alumínio sólido, à temperatura ambiente. Resposta da questão 3: [C] Da definição de corrente elétrica: Q Q 0,8 Ah im t 0,25 h 0,25 60 min t im 3,2 A t 15 min. Resposta da questão 4: [D] Os disjuntores são dispositivos modernos que desligam quando a corrente atinge valores além dos pré-dimensionados, como no caso dos curtos-circuitos. Resposta da questão 5: [A] A corrente elétrica é dada pela razão entre a carga que passa por unidade de tempo. A cada 14 4 segundo passam 10 prótons, 10 vezes. Assim, a intensidade da corrente elétrica é: i Q 1014 10 4 1,6 10 19 t 1 i 0,16 A. Resposta da questão 6: [C] A carga transferida no raio é: Q = i t = 300.000(0,5) = 150.000 C. A fração pedida é: Q 150.000 1 . | Q Terra | 600.000 4 www.nsaulasparticulares.com.br Página 5 de 7 Resposta da questão 7: 10C. A carga é dada pela área do trapézio, sob a curva no intervalo de tempo entre 0 e 4,0 s, como mostrado na figura. Portanto: Q 4 1 2 4 Q 10 C. Resposta da questão 8: [E] I Q Q 0,3 Q 36C t 120 1 elétron -------------------------- 1,6 x 10-19 C N -------------------------36C N 36 2,25 1020 1,6 10 19 Resposta da questão 9: [D] | Q | i t 1,2 10 4 25 10 6 | Q | 0,3 C. www.nsaulasparticulares.com.br Página 6 de 7 Resposta da questão 10: [A] A área sombreada na figura é numericamente igual à carga que fluiu no condutor. Q 7,2 4 103 1,44 102 C 2 Por outro lado: Q Ne , onde N é o número de portadores elementares e “e” a carga elementar (1,6 x10 Q 1,44 10 2 Q Ne N 9 1016 1017 portadores e 1,6 10 19 -19 C) Resposta da questão 11: [A] Resposta da questão 12: [C] Resposta da questão 13: [D] Resposta da questão 14: [E] Resposta da questão 15: i = ∆q/∆t = (2 × 105 . 1,6 × 1019) / 103 i = 3,2 × 1011 A www.nsaulasparticulares.com.br Página 7 de 7