Lista de Exercícios Resolvida Associação de resistores Prof. Paulo Roberto 1. (Espcex (Aman) 2012) Um circuito elétrico é constituído por um resistor de 4 Ω e outro resistor 2 Ω. Esse circuito é submetido a uma diferença de potencial de 12 V e a corrente que de passa pelos resistores é a mesma. A intensidade desta corrente é de: a) 8 A b) 6 A c) 3 A d) 2 A e) 1 A 2. (Ifsul 2011) Um circuito elétrico é formado por uma fonte de alimentação ideal V com tensão de 12 V e três resistores ligados conforme a figura abaixo. Considerando-se que cada resistor tem resistência elétrica igual a 10 , a resistência equivalente do circuito e a potência dissipada no resistor R3 valem, respectivamente, a) 30 e 14,4 W. b) 30 e 1,6 W. c) 15 e 14,4 W. d) 15 e 1,6 W. Considere que, aplicando-se uma tensão de 60 V nos seus terminais, a diferença entre as correntes totais que as percorrem seja igual a 9 A. Sendo assim, o valor de R é igual a a) 2Ω. b) 5Ω. c) 8Ω. d) 10Ω. 4. (col.naval 2014) Considere que um determinado estudante, utilizando resistores disponíveis no laboratório de sua escola, montou os circuitos apresentados abaixo: Querendo fazer algumas medidas elétricas, usou um voltímetro (V) para medir a tensão e um amperímetro (A) para medir a intensidade da corrente elétrica. Considerando todos os elementos envolvidos como sendo ideais, os valores medidos pelo voltímetro (situação 1) e pelo amperímetro (situação 2) foram, respectivamente: a) 2V e 1,2A b) 4V e 1,2A c) 2V e 2,4A d) 4V e 2,4A e) 6V e 1,2A 3. (Uern 2013) Na figura, estão representadas duas associações de resistores. 5. ( cftrj 2014) Você é um marinheiro a bordo de um navio em uma missão em alto mar. Um circuito eletrônico importante do sistema de navegação parou de funcionar e você foi designado para consertá-lo. Ao examinar o circuito, você percebeu que um resistor de 200 Ω está queimado e precisa ser substituído. Ao procurar no estoque do navio, você percebe que existem diversos valores, exceto o de 200 Ω. O envio de um resistor novo levaria meses, o que toma essa iniciativa inviável. Analisando os resistores que você tem disponíveis no navio, uma solução possível para este problema, seria substituir o resistor queimado: a) por dois de 400 Ω associados em série. b) por quatro de 100 Ω associados em série. IV - a potência elétrica total de um circuito elétrico sob diferença de potencial não nula e constituído apenas por resistores é igual à soma das potências dissipadas individualmente em cada resistor, independentemente de como eles são associados. Está CORRETO apenas o contido em: a) I e II. b) I e III. c) III e IV. d) I, II e IV. e) II, III e IV. c) por dois de 400 Ω associados em paralelo. d) por quatro de 50 Ω associados em paralelo. 6. (G1 - cftsc 2010) Um professor de Física, em uma aula sobre resistores e suas aplicações, questiona seus alunos sobre o que eles poderiam fazer para conseguir água mais quente de seus chuveiros elétricos. Várias respostas surgiram, e apenas uma estava correta. Assinale a resposta correta dada pelo aluno. a) Podemos diminuir o comprimento do resistor. Com isso, aumentaríamos a corrente elétrica e, consequentemente, teríamos mais energia elétrica transformada em calor. b) Podemos aumentar o comprimento do resistor. Com isso, aumentaríamos a corrente elétrica e, consequentemente, teríamos mais energia elétrica transformada em calor. c) Podemos diminuir a área da secção transversal do resistor. Com isso, aumentaríamos a corrente elétrica e, consequentemente, teríamos mais energia elétrica transformada em calor. d) Podemos aumentar o comprimento do resistor. Com isso, diminuiríamos a corrente elétrica e, consequentemente, teríamos mais energia elétrica transformada em calor. e) Podemos aumentar a resistividade do material do resistor. Com isso, aumentaríamos a corrente elétrica e, consequentemente, teríamos mais energia elétrica transformada em calor. 8. Ufrgs 2012) Considere o circuito a seguir. No circuito, por onde passa uma corrente elétrica de 4 A, três resistores estão conectados a uma fonte ideal de força eletromotriz de 20 V. Os valores da resistência total deste circuito e da resistência R X são, respectivamente, a) 0,8 e 2,6 . b) 0,8 e 4,0 . c) 5,0 e 5,0 . d) 5,0 e 10,0 . e) 10,0 e 4,0 . 9. (Ueg 2010) 7. (Fgv 2009) Sobre as características de resistores exclusivamente ôhmicos, analise: I - a potência elétrica dissipada pelo resistor depende do valor da intensidade da corrente elétrica que o atravessa; II - a resistividade é uma característica do material do qual o resistor é feito e quanto maior for o valor da resistividade, mantidas as dimensões espaciais, menos condutor é esse resistor; III - a classificação como resistor ôhmico se dá pelo fato de que nesses resistores, os valores da diferença de potencial aplicada e da intensidade de corrente elétrica, quando multiplicados, geram sempre um mesmo valor constante; Na figura acima, tem-se dois resistores, um de R1 = 50Ω e outro de R2 = 100Ω, imersos em solução de cloreto de sódio, os quais são percorridos por uma intensidade de corrente elétrica. Sobre esse processo, é CORRETO afirmar: a) a corrente elétrica é uma grandeza vetorial. b) a bateria conectada ao sistema é de 100 V. 3 c) a intensidade de corrente elétrica no resistor de 50 Ù é 0,5 A. d) a eletrólise do NaCl é um processo espontâneo. Como a corrente é a mesma, os resistores estão ligados em série e sua resistência equivalente é a soma das resistências de cada um. Req R1 R2 6 Ω Pela Primeira Lei de Ohm, temos: 10. Desafio G1 - col.naval 2011) seguir. V R.i 12 6i i 2,0A Observe a ilustração a 2. [D] Dados: R1 = R2 = R3 = 10 Ω ; U = 12 V. Calculando a resistência equivalente: R2 R3 10 10 10 10 5 R2 R3 20 15 . Req R1 Req As lâmpadas incandescentes, criadas no século XIX por Thomas Edison, comportam-se como resistores, pois transformam grande parte da energia elétrica consumida em calor e apenas uma pequena parte em luminosidade. Considere que o amperímetro acuse que pelo circuito passa uma corrente de 0,5A, enquanto o voltímetro estabelece uma leitura de 120V entre os terminais da fonte. Admitindo que a lâmpada do circuito tenha uma eficiência luminosa de 10% da sua energia total consumida e que permaneça ligada por 4 horas, é correto afirmar que a quantidade de calor, em kcal, dissipada pela lâmpada para o ambiente é de, aproximadamente, Use: 1 cal = 4J a) 194 b) 216 c) 452 d) 778 e) 864 Calculando a corrente total (I) no circuito: U Req I I U 12 0,8 A. Req 15 Como R2 e R3 são iguais, a corrente em cada um desses resistores é i, igual à metade da corrente total: i I 0,8 0,4 A. 2 2 A potência dissipada em R3 é: P3 R3 i2 = 10 0,4 2 P3 1,6 W. 3. [D] Sendo i1 a corrente total na associação série e i2 a corrente total na associação paralelo, aplicando a 1ª lei de Ohm às duas associações, temos: Dados: U = 60 V; i2 – i1 = 9 A. U 2 R i 1 (I) R i2 2 R i1 i 2 4 i1 . R 2 U i 2 (II) 2 i 2 i 1 9 4 i 1 i 1 9 3 i 1 9 i 1 3 A. Voltando em (I): U 2 R i1 60 2 R 3 R R 10 Ω. Resoluções: 1. [D] 60 6 4. [B] Situação I Como os resistores estão em série, a resistência equivalente é igual à soma das resistências. O valor medido pelo voltímetro é a ddp no resistor de 7. [D] 40. Pelas expressões de potência em um resistor P = U.i = r.i2 deduz-se que a afirmação I é verdadeira. Aplicando a lei de Ohm: (ε = U) ε Re q i 12 60 40 20 i i Resolução 12 i 0,1 A. Quanto maior a resistividade maior a resistência 120 do resistor, logo menor seu poder condutor. U R i 40 0,1 U 4 V. O resistor é ôhmico se sua resistência elétrica é constante, o que torna III falsa. A afirmação IV é verdadeira. Situação II Calculando a resistência equivalente: 1 1 1 1 1 2 3 6 1 Req 60 30 20 60 60 10 Req 10 Ω. O valor medido pelo amperímetro é a corrente total no circuito. Aplicando a lei de Ohm: (ε = U) ε Req i i ε 12 Req 10 i 1,2 A. 5. [C] Quando dois resistores idênticos são associados em paralelo, a resistência equivalente é igual à metade do valor de cada resistor. Assim, para dois resistores de 400 Ω cada um, em paralelo: Req 400 2 Req 200 Ω. Da expressão da potência elétrica: U2 P . R Da segunda lei de Ohm: L , sendo R a resistência do condutor, a A resistividade do material, L o seu comprimento e A a área de sua secção transversal. Combinando as duas expressões: U2 P L A Da Lei de Ohm: (U=E) E Req I 20 Req 4 Req 5 . Os dois resistores do ramo de cima estão em série, totalizando uma resistência de 10 . Os dois ramos estão em paralelo. Usando a regra do produto pela soma: Req 10 Rx 10 Rx 5 10 Rx 50 5 R x 5 R x 50 10 Rx 10 Rx Rx 10 . 9. [B] Dados: R1 = 50 ; R2 = 100 , I = 1 A. Os dois resistores estão em paralelo. A resistência equivalente é dada pela razão entre o produto e soma das resistências: 6. [A] R 8. [D] U2 A P . L Essa expressão nos mostra que, dada uma tensão, para aumentar a potência podemos escolher um resistor: 1) de maior área da secção transversal; 2) de menor comprimento; 3) de material de menor resistividade. Req= R1 R2 50 100 5.000 100 Req = . R1 R2 50 100 150 3 A tensão elétrica (U) nos terminais da associação é calculada pela 1ª Lei de Ohm. U = ReqI = 100 100 V. (1) 3 3 Supondo que o sistema mencionado seja formado apenas por essa associação, a bateria conectada a ele dever de 100 V. 3 10. [A] Dados: U = 120 V; i = 0,5 A; t = 4 h = 14.400 s e 1 cal = 4 J. Calculando a energia total consumida pela lâmpada em 4 h: P E t E = P t U i t E = 120 (0,5) (14.400) = 864.000 J. Se 10% dessa energia são transformados em energia luminosa, 90% são transformados em energia térmica (calor). Calculando essa quantidade de calor (Q) Q = 0,9 E = 0,9 (864.000) = 777.600 J. Como 1 kcal = 4.000 J, temos: Q 777.600 Q = 194,4 kcal. 4.000