física eletrodinâmica GERADORES 01. (Santa Casa) O gráfico abaixo representa um gerador. Qual o rendimento desse gerador quando a intensidade da corrente que o percorre é de 1 A? 04. (MACK/2001) No circuito da figura, o gerador é ideal. A intensidade da corrente elétrica que passa pelo resistor de 6Ω é: 18 V 0,6 Ω U(V) 40 i(A) 0 a) b) c) d) e) 0,4 0,6 0,8 2,4 4,0 A A A A A 6 Ω 4 Ω 3 Ω 4 Ω 4 Resolução: Resolução: Do gráfico, temos que E = 40V (pois quando i = 0 ⇒ U = E) e para i = 1A, U = 30V Para a malha do meio: U 30 η = = = 0,75 ⇒ E 40 6.3 Req = 4 + 6 + 3 = 6 Ω η = 75% 18 V 02. (U.Viçosa-MG) A uma bateria de 12 volts é ligada uma resistência R, de tal maneira que a corrente elétrica no circuito é de 1,0 A. Sabe-se que a queda de tensão através da resistência R é de 10 volts. Então, pode-se afirmar que a resistência interna da bateria é de: a) 3 Ω b) 4 Ω c) 1 Ω d) 2 Ω U=E–r.i ⇒ 10 = 12 – r . 1 ⇒ Ω r = 2Ω Alternativa D 03. (FEI) Uma pilha tem força eletromotriz E = 1,44 V e resistência interna r = 0,5 Ω. A resistência externa do circuito que ela alimenta vale R = 8,5 Ω. Determinar a tensão entre os terminais da pilha. – + E r R E = (r + R) . i ⇒ 1,44 = 9 . i ⇒ i = 0,16A U = E – r . i ⇒ U = 1,44 – 0,5 . 0,16 ⇒ U = 1,36V CPV fismed0204-r 6 Ω i1 A 4 Ω D i2 C 6.4 Req = 0,6 + 6 + 4 = 3 Ω U=Ri 18 = 3 i i=6A • UAB = UCD 6 i1 = 4 i 2 i2 = 1,5 i1 • i1 + i2 = 6 i1 + 1,5 i1 = 6 i1 = 2,4 A 6 Ω i Resolução: i B e) 5 Ω Resolução: 0,6 Ω i A 2,4 A iB 6i A = 3i B ⇒ i A + i B = 2, 4 ⇒ iB = 2 iA iA + 2 iA = 2,4 iA = 0,8 A 3Ω Alternativa C 1 2 FÍSICA 05. (MACK/2002) No circuito elétrico da figura, o gerador e o amperímetro são ideais. Com a chave ch aberta o amperímetro acusa a medida 300 mA. Fechando a chave, o amperímetro acusará a medida: ε a) b) c) d) e) 100 mA 200 mA 300 mA 400 mA 500 mA 10 Ω A 10 Ω 10 Ω ε Resolução: Com a chave aberta temos: Req = 10 + 10 = 20 Ω 10 Ω ε=Ri ε = 20 . 0,3 = 6 V 10 Ω A ε Com a chave fechada temos: 10 . 10 Req = 10 + 10 + 10 = 15 Ω ch 10 Ω ε=Ri 10 Ω 6 = 15 . i i = 0,4 A = 400 mA 10 Ω A Alternativa D O enunciado a seguir refere se às questões 06 e 07. R1 (FEI/2002) Os materiais chamados de supercondutores são aqueles que, abaixo de uma temperatura, denominada de temperatura crítica, passam a ter resistência nula. No circuito da figura, a resistência R1 é feita de um material supercondutor com temperatura crítica Tc = 80K; acima desta temperatura possui resistência de 5Ω. 06. Qual é a corrente que atravessa a resistência quando R1 está à temperatura ambiente, sabendo-se que a potência dissipada em R2 nesta situação é de 2,5 W ? a) b) c) d) e) I I I I I = = = = = 0,20 0,30 0,40 0,50 0,70 temperatura do nitrogênio líquido = 77K I I I I I = = = = = 0,25 0,30 0,36 0,50 0,70 A A A A A Resolução: Resolução: À temperatura ambiente: Para determinarmos R2: P = R . i2 2,5 = R . i2 ⇒ 2 10 = (5 + R) i U = (5 + R) i 2,5 2,5 = Ri . i Ri = ⇒ i 10 = 5i + Ri Ri = 10 − 5i 5 Ω 5Ω 10 = (5 + R2) 0,3 10 V 10 V R2 ≈ 28,3 W R2 R Igualando as equações: 2,5 i 10 i – 5 i2 = 2,5 Com R1 mergulhado em nitrogênio lúquido: 10 – 5i = R1 → 0 0 = 5 i2 – 10 i + 2,5 i = 0,3 A ou i = 1,7 A 10 = 28,3 . i Dentre as alternativas possíveis concluímos que: i = 0,3 A 10 i = 28,3 Alternativa B Alternativa C CPV fismed0204-r R2 07. Qual é a corrente no circuito quando o resistor R1 é mergulhado no nitrogênio líquido ? a) b) c) d) e) A A A A A 10 V ≈ 0,36 A física 08. (PUC) A figura mostra um circuito elétrico, em que o gerador é ideal e tem tensão de 6 V. O gerador alimenta o conjunto de resistores R1 = 40 Ω, R2 = 10 Ω, R3 = 10 Ω e R4 = 15 Ω. Sendo os pontos a e b mantidos em aberto, qual a tensão entre eles ? 3 Resolução: 6V 2 5 Ω 6V 50Ω id i1 R3 R1 i1 = 6V + – a R2 b i2 = R4 U 6 = = 0,12A R eq1 50 U R eq 2 = 6 = 0,24A 25 U R1 = R . i = 40 . 0,12 = 4,8V 1 1 U R 3 = R . i = 10 . 0,24 = 2,4V 3 2 4,8 – 2,4 = U ⇒ 09. (FUVEST) Dispõe-se dos seguintes elementos: dois resistores idênticos, uma fonte de tensão e um amperímetro ideais, uma lâmpada e fios de ligação. Pretende-se montar um circuito em que a lâmpada funcione de acordo com as suas especificações e o amperímetro acusa a corrente que passa por ela. Resolução: a) A corrente na lâmpada é dada por: P 1,5 i= = ⇒ i = 0,25A U 6 b) Como esta é a corrente no circuito, temos: R1 = R2 = 240 Ω R1 U = Req . i 36 = Req . 0,25 ⇒ Req = 144Ω 1,5 ⇒ R = 24Ω 0, 252 Ω Logo, o equivalente dos resistores é 144 – 24 = 120Ω P = R . i2 ⇒ 1,5 = R . 0,252 ⇒ R = E = 36 V Para isso, eles devem ser ligados em paralelo. L: 6 V; 1,5 W A ⇒ O valor da resistência da lâmpada é: R2 + – + U = 2,4V – a) Qual a corrente que o amperímetro indicará? b) Desenhe o circuito incluindo os elementos necessários. Temos, então: R2 36V R1 L A 10. (FEI) No circuito da figura, a bateria tem resistência interna desprezível e i1 = 1,0 A. A força eletromotriz da bateria e a corrente que passa por ela valem, respectivamente: a) b) c) d) e) 6V 6V 6V 6V 3V e e e e e 2A 1A zero 3A zero 2Ω Resolução: E = U1 + U2 ⇒ E = 4 . 1 + 2 . 1 ⇒ E = 6V 4Ω i2 = E 2Ω 6 = 2A 1+ 2 i1 + i2 = 3A ⇒ Alternativa D 1Ω CPV fismed0204-r i1 iT = 3A 4 FÍSICA 11. No esquema ilustrado abaixo, temos E = 6 V e r = 0,6 Ω. Para essa associação de geradores, determine: r E r E r E r E R 13. (UNIFESP/2003) Um rapaz montou um pequeno circuito utilizando quatro lâmpadas idênticas, de dados nominais 5 W – 12 V, duas baterias de 12 V e pedaços de fios sem capa ou verniz. As resistências internas das baterias e dos fios de ligação são desprezíveis. Num descuido, com o circuito ligado e as quatro lâmpadas acesas, o rapaz derrubou um pedaço de fio condutor sobre o circuito entre as lâmpadas indicadas com os números 3 e 4 e o fio de ligação das baterias, conforme mostra a figura. a) a força eletromotriz. b) a resistência elétrica interna. Resolução: a) ET = E + E = 2E = 2 . 6 = 12V ⇒ ET = 12V b) Rinterna = r 0,6 0,6 + 1,8 2, 4 +r= + 0,6 = = 3 3 3 3 O que o rapaz observou, a partir desse momento, foi Rinterna = 0,8Ω Ω 12. (MACK/2000) Três pequenas lâmpadas idênticas, cada uma com a inscrição nominal (0,5 W – 1,0 V), são ligadas em série, conforme o circuito abaixo. Com a chave aberta o amperímetro A ideal acusa a intensidade de corrente 300 mA. Com a chave fechada, este mesmo amperímetro acusará a intensidade de corrente: a) b) c) d) e) 187,5 mA 375 mA 400 mA 525 mA 700 mA a) as quatro lâmpadas se apagarem devido ao curtocircuito provocado pelo fio. b) as lâmpadas 3 e 4 se apagarem, sem qualquer alteração no brilho das lâmpadas 1 e 2. c) as lâmpadas 3 e 4 se apagarem e as lâmpadas 1 e 2 brilharem mais intensamente. d) as quatro lâmpadas permanecerem acesas e as lâmpadas 3 e 4 brilharem mais intensamente. e) as quatro lâmpadas permanecerem acesas, sem qualquer alteração em seus brilhos. Resolução: A chave r 1,5 V Antes do descuido: Para essa primeira situação, temos uma d.d.p. de 12 V para cada uma das lâmpadas e, portanto, estão funcionando com suas potências nominais (5W). L1 L2 L3 L4 12 V 12 V r 1,5 V Resolução: A resistência de cada lâmpada é: P= 2 U2 i ⇒ 0,5 = ⇒ R=2Ω R R Com a chave aberta temos: ε = Req . i Após o descuido: Para a segunda situação, continuamos com uma d.d.p. de 12 V para cada uma das lâmpadas e, portanto, estão funcionando com suas potências nominais (5W). (1,5 + 1,5) = (2 + 2 + 2 + 2r) . 0,3 3 = (6 + 2r) . 0,3 r=2Ω Fechando a chave teremos uma resistência em curto-circuito: ε = Req . i 3=8i i = 0,375 A i = 375 mA Alternativa B CPV fismed0204-r Alternativa E L1 L2 L3 L4 12 V 12 V física 14. (Cesgranrio-RJ) 5 15. (PUC) Seja a figura do esquema, onde E = 110 V (desprezada a resistência interna) e R = 30 ohms. i R A E R R R B R K E = 110 V (1) R T R D No circuito da figura acima, a fonte é ideal e de força eletromotriz E = 36 V. Todos os resistores são iguais e de resistência R = 6,0 Ω. O terminal T pode ser conectado a qualquer um dos pontos do circuito designados por (1), (2) e (3). Qual das opções abaixo indica corretamente o valor da corrente i que atravessa a fonte quando o terminal T é ligado a cada um desses pontos ? a) b) c) d) e) (2) (3) 3,0 A 3,0 A 4,0 A 4,5 A 6,0 A 4,0 A 3,0 A 6,0 A 4,5 A 6,0 A 4,0 A 3,0 A 6,0 A 4,5 A 6,0 A No ponto 1: 36 6+6 ⇒ i = 3A Nos pontos 2 e 3: i= 36 6 6+ 2 ⇒ R C A potência dissipada (em watts) entre os pontos A e B, B e C, C e D ao fecharmos a chave será, respectivamente: a) b) c) d) e) 30, 60 e 90 30, 15 e 10 20, 30 e 60 40, 60 e 120 120, 60 e 40 Resolução: R R 3R + 2R + 6R 11R + = = 2 3 6 6 110 110 . 6 = = 2A i= 11R 11 . 30 6 R eq = R + Resolução: i= R R (3) (2) (1) R i = 4A PAB = 30 . 22 = 30 . 4 ⇒ PAB = 120 W PBC = 15 . 4 ⇒ PBC = 60 W PCD = 10 . 4 ⇒ PCD = 40 W Alternativa E Alternativa A 16. (FUVEST) Dispõe-se de uma bateria e três resistores R1 = 2 Ω, R2 = 3 Ω e R3 = 6 Ω. Ao ligar os resistores a essa bateria, obtém-se a maior intensidade de corrente associando: a) b) c) d) e) CPV os três resistores em paralelo. R2 e R3 em paralelo e estes em série com R1. R1 e R3 em paralelo e estes em série com R2. R1 e R2 em paralelo e estes em série com R3. os três resistores em série. fismed0204-r Resolução: Em paralelo, a resistência equivalente é menor, aumentando a corrente. Alternativa A 6 FÍSICA 17. (PUC) Numa pilha está escrito 1,5 V. Liga-se uma lâmpada de resistência 3,0 Ω aos terminais da pilha e verifica-se uma corrente de praticamente 0,50 A no circuito. 20. (UF-MG) No circuito representado, P é uma pilha de fem igual a 10V, R1 e R2 são dois resistores ôhmicos e L é uma lâmpada: A resistência interna da pilha é: a) b) c) d) e) 0,50Ω 1,0Ω 1,5Ω 2,0Ω desprezível R1 10V + – R2 L Resolução: E = (R + r) . i ⇒ 1,5 = (3 + r) . 0,5 ⇒ Ω r ≅ 0Ω Alternativa E 18. (UF-BA) Qual é o mínimo intervalo de tempo necessário para que um gerador de fem E = 50V e resistência interna r = 3Ω possa fornecer, a um circuito conveniente, 2 x 105 J de energia ? Qual deve ser a relação entre as resistências elétricas de R1 e R2 para que a lâmpada funcione sob uma diferença de potencial de 5V e por ela passe uma corrente de 1A? Resolução: U=R.i U 5 = = 5Ω i 1 Resolução: R= O tempo mínimo se dá quando a potência fornecida é máxima: VR1 = 10 – 5 = 5V = V E U = = 25V 2 U2 . ∆t E = P . ∆t = r A resistência R1 deve ser igual ao equivalente da lâmpada com R2 ⇒ 2 x 105 = 252 . ∆t ⇒ 3 ∆t = 960 s ∆t = 16 minutos E = 10 V – + r=1Ω R = 39 Ω a) a intensidade de corrente elétrica i no circuito. b) a ddp nos terminais do resistor R. Resolução: E 10 = ⇒ R + r 39 + 1 fismed0204-r R2 . 5 R 2 + 5 ⇒ 5R2 = R1(R2 + 5) ⇒ 5R2 – 5R1 = R1 . R2 21. (FGV) A figura abaixo representa, esquematicamente, um gerador de força de eletromotriz E = 1,5 V e resistência interna r = 0,5 Ω. Ao ligar A e B com um fio de resistência desprezível (curto-circuito), o gerador será percorrido por uma corrente elétrica, em A, de: r A a) b) c) d) e) 0 0,75 2,0 3,0 5,0 B E Resolução: U = E – R . i ⇒ 0 = E – R . i ⇒ E = R . i ⇒ 1,5 = 0,5 . i ⇒ i = 3A i = 0,25A b) U = 10 – 1 . 0,25 ⇒ U = 9,75V CPV R1 = = VL R1 . R2 = 5(R2 – R1) 19. (FEI) Liga-se um resistor de resistência R = 39 ohms a uma bateria de fem 10 V e resistência interna 1,0 ohm. Pedem-se: a) i = R2 Alternativa D física 22. (IME) Determine o valor de R para que a corrente na bateria seja de 1A, sabendo que E = 18V. 6Ω A 18Ω 18Ω E 3Ω 9Ω 6Ω 9Ω 23. (UF-RJ) Três lâmpadas iguais, L1, L2 e L3, estão acesas, alimentadas por uma bateria. Verificou-se experimentalmente que, quando L1 queima, L2 e L3 se apagam, e quando L2 queima, L1 e L3 permanecem acesas. Faça o esquema desse circuito. Resolução: 15Ω 18Ω 7 9Ω L2 L1 R 12Ω B Resolução: L3 A E Ω 18Ω Ω 18Ω 3Ω Ω 18Ω 6Ω 15Ω 12Ω 9Ω Ω 6Ω 9Ω Ω 9Ω Ω 24. (Cesgranrio-RJ) Quatro lâmpadas (L) idênticas, conectadas conforme a figura, são alimentadas por um gerador de resistência interna desprezível. Nessa situação, a corrente que atravessa o gerador vale i. Queimando uma das lâmpadas, qual será a nova corrente fornecida pelo gerador? R B A E 6Ω 15Ω 12Ω i 3Ω 6Ω 3Ω 6Ω E R L L L L + – B 12Ω E 6Ω 12Ω 15Ω 6Ω R 12Ω E Resolução: R i= E Após queimar: R i' = Req = 17 + R CPV E E = Leq L 2Ω 15Ω E = (17 + R) . i 1/2 i 2/3 i 3/4 i 4/3 i 3/2 i 3Ω 12Ω 15Ω a) b) c) d) e) ⇒ fismed0204-r 18 = 17 + r ⇒ Ω R = 1Ω E L L+ 2 = 2i 2E 3L . i ' ⇒ E= = L . i ⇒ i' = 3 3L 2 Alternativa B 8 FÍSICA 25. Um motor elétrico de força contra-eletromotriz de 150V e resistência elétrica interna de 10Ω é submetido a uma diferença de potencial de 220V. Determine a intensidade da corrente elétrica que atravessa o motor elétrico: 27. (MACK) Dados os circuitos (I) e (II) abaixo, pode-se dizer: E1 i (I) a) quando ele funciona em condições normais. b) quando ele é impedido de girar. + – R3 R4 + Resolução: E2 r2 U=E+R.i a) 220 = 150 + 10 . i ⇒ i = 7A b) E = 0 220 = R . i ⇒ 220 = 10 . i ⇒ E1 i (II) + i = 22A – R4 R3 26. (MACK) Dado o circuito – E2 50 V 4Ω 3Ω + r2 2Ω a) b) c) d) e) 1Ω 7V – 3V em (I): E1 fornece energia; E2 absorve energia. em (I): E1 absorve energia; E2 fornece energia. em (II): E1 e E2 absorvem energia. em (II): E1 absorve energia; E2 fornece energia. nenhuma das anteriores. Determine: Resolução: a) b) c) d) e) Pelo sentido da corrente, em (I) E1 é gerador e E2 é receptor. o valor da corrente. o sentido da corrente. a potência dissipada em cada resistor. quem é gerador. quem é receptor. Alternativa A Resolução: Tensão equivalente: 50 – 7 – 3 = 40V Resistência equivalente: 4 + 3 + 2 + 1 = 10Ω a) i = 40 10 ⇒ ⇒ Ω R = 10Ω i = 4A b) Anti-horário. (pois a corrente no sentido convencional sai do positivo e vai para o negativo) c) P = R . i2 ⇒ P1 = 1 . 16 = 16W P2 = 2 . 16 = 32W ⇒ P3 = 3 . 16 = 48W ⇒ P4 = 4 . 16 = 64W d) 50V e) 3V e 7V CPV fismed0204-r ⇒ ⇒ (1Ω) Ω) (2Ω) Ω) (3Ω) Ω) (4Ω) Ω) física 28. A curva característica de um receptor elétrico é fornecida abaixo. Determine, para esse receptor: 9 30. (VUNESP) O esquema abaixo representa duas pilhas ligadas em paralelo, com as resistências internas indicadas. A U(V) 70 1,5 V 50 3,0 V 20 Ω 10 Ω i(A) 0 B 2,0 a) a resistência interna. b) a potência recebida pelo receptor ao ser percorrido por uma corrente de 2,0 A. c) as potências útil e dissipada internamente nas condições do item b. d) o rendimento desse receptor nas mesmas condições. a) Qual o valor da corrente que circula pelas pilhas ? b) Qual é o valor da diferença de potencial entre os pontos A e B e qual o lado de maior potencial ? Resolução: Resolução: a) U = E + R . i ⇒ c) Qual das duas pilhas está se “descarregando” ? 70 = 50 + R . 2 a) i = R = 10 Ω b) P = U . i = 70 . 2 ⇒ P = 140W E UAB = 3 – 1 ⇒ UAB = 2V a) b) c) d) e) O lado de maior potencial é o A. 50 29. (UNIMEP) Um motor elétrico tem fcem de 130V e é percorrido por uma corrente de 10 A. Se a sua resistência interna é de 2 Ω, então a potência mecânica desenvolvida pelo motor vale: 1 300 W 1 100 W 1 280 W 130 W o motor não realiza trabalho mecânico Resolução: Precebida = E . i = 130 . 10 ⇒ Precebida = 1300W i = 50 mA U = 20 . 0,05 = 1V PD = R . i2 = 10 . 22 ⇒ PD = 40W η = U = 70 ⇒ η ≅ 71% ⇒ b) Tensão no resistor de 20Ω c) PU = E . i = 50 . 2 ⇒ PU = 100W d) 3 − 1,5 10 + 20 c) A pilha de 3V se descarrega pois ela serve de gerador. 31. (MACK/2001) Um motor de potência 375 W é utilizado para elevar verticalmente, com velocidade constante, a uma altura de 15 m, uma carga de peso 400 N, em 20 s. O rendimento desse motor é: a) b) c) d) e) 50% 60% 70% 80% 90% Resolução: Pútil N= P total Alternativa A Observação: No enunciado, o termo “potência mecânica desenvolvida” deve ser substituído por “potência recebida”. Pútil = F . V = 400 . N= CPV fismed0204-r 15 = 300 W 20 300 = 0,8 = 80% 375 Alternativa D 10 FÍSICA 32. (ITA) A diferença de potencial entre os terminais de uma bateria é de 8,5V, quando há uma corrente que a percorre internamente do terminal negativo para o positivo, de 3A. Por outro lado, quando a corrente que a percorre internamente é de 2A, indo do terminal positivo para o negativo, a diferença de potencial entre seus terminais é de 11V. Determine a resistência interna (r) e a fem (E) da bateria. Resolução: 33. (MACK) A ddp nos terminais de um receptor varia com a corrente, conforme o gráfico abaixo. A fcem e a resistência interna desse receptor são, respectivamente: Resolução: a) b) c) d) e) 25 V 22 V 20 V 12,5 V 11 V e 5,0 Ω e 2,0 Ω e 1,0 Ω e 2,5 Ω e 1,0 Ω U (V) 8,5 = E – 3r 11 = E + 2r Resolvendo o sistema: 2,5 = 5r ⇒ Ω r = 0,5Ω 8,5 = E – 3 . 0,5 ⇒ E = 10V Do gráfico, temos: Para i = 0, E = 20V, pois para cada variação de 3A, temos uma variação de 3V. U=E+R.i 25 ⇒ 22 = 20 + R2 ⇒ Ω R = 1Ω Alternativa C 22 i (A) 0 5,0 2,0 34. (CESUPA) Um circuito elétrico, constituído de dois resistores R1 e R2, é alimentado por quatro geradores exatamente iguais, ligados em série, cada um de 12 V e resistência interna 0,25 Ω. Estes geradores alimentam o circuito com corrente de intensidade 16 A. Se os resistores são percorridos por diferentes intensidades de corrente, e se o valor de R2 é o dobro do valor de R1, então pode-se afirmar que o valor de R1, em ohms, é: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 35. (VUNESP) Um amperímetro ideal A, um resistor de resistência R e uma bateria de f.e.m. E e resistência interna desprezível estão ligados em série. Se uma segunda bateria, idêntica à primeira, for ligada ao circuito como mostra a linha tracejada da figura: e) 5 E Resolução: A ε – req i = Req . i 48 – 16 = Req . 16 12 V Req = 2 Ω 0,25 Ω 12 V R1 . R 2 R1 + R 2 = 2 12 V R1 . 2 R1 R1 + 2R1 = 2 12 V 2 2R1 =2 3R1 R1 = 3 Ω A A R1 R R2 a) b) c) d) e) 0,25 Ω 0,25 Ω 0,25 Ω a diferença de potencial no amperímetro aumentará. a diferença de potencial no amperímetro diminuirá. a corrente pelo resistor aumentará. a corrente pelo resistor não se alterará. a corrente pelo resistor diminuirá. Resolução: B B Ligando a bateria em paralelo, a diferença de potencial nos terminais do resistor não será alterada, logo a corrente não se alterará. Alternativa C Alternativa D CPV fismed0204-r física 36. (MACK) No circuito esquematizado, a indicação do amperímetro ideal A é: 11 Resolução: O circuito pode ser desenhado da seguinte forma: i1 2,0 Ω 6,0 V 2Ω 6V A + – A 1,5 Ω 6,0 Ω 6V 3Ω 6 Ω 3 Ω i2 3 Ω ⇒ 6 = 3 i2 ⇒ i1 = 2A 1,5 Ω a) b) c) d) e) 3,0 Ω 4,0 A 3,0 A 2,0 A 1,0 A 0,50 A iA 2Ω 1000 Ω + E – RV voltímetro V 500 Ω 6Ω Resolução: a) E = Req . i E = (500 + 1000) . 0,1 E = 150 V 38. (MACK) Um reostato é ligado aos terminais de uma bateria. O gráfico abaixo foi obtido variando a resistência do reostato e mostra a variação da ddp U entre os terminais da bateria em função da intensidade de corrente i que a atravessa. A força eletromotriz (fem) dessa bateria vale: U (V) U = R . i1 U = 1000 . 0,075 Resolução: 4 = 1r r = 4Ω 8 12 = E – 4,2 12 = E – 8 E = 20 V 4 3 i (A) i1 1000 Ω ε 12 = E − r . 2 8=E −r .3 12 fismed0204-r 500 Ω U=E–r.i 2 i1 = 0,075 A U = 75 V RV = 1000 Ω a) Qual a força eletromotriz E do gerador ? b) Estando o interruptor S fechado, qual a leitura do voltímetro e sua resistência interna Rv ? 1 i1 + i2 = 0,150 1000 . R V 500 + 1000 + R = 1000 V S 0 i 1 = i2 b) E = Req . i 150 = Req . 0,150 Req = 1000 Ω A CPV 2iA = 6iB iA = 3iB ⇒ i A + i B = 2 i A + i B = 2 iB = 0,5 A Alternativa E 37. (PUC) No sistema esquematizado, estando aberto o interruptor S, o amperímetro ideal A indica 100 mA. Fechandose o interruptor S, o amperímetro passa a indicar 150 mA. a) 20 V b) 16 V c) 12 V d) 8 V e) 4 V iB Alternativa A i2 1000 Ω 12 FÍSICA 39. (UC-MG) A intensidade de corrente, em ampères, na resistência de 6,0 Ω é: 6,0 Ω Resolução: 6.4 Req = 0,6 + 3 + 6 + 4 + 2 = 8 Ω U = Req . i 24 = 8 i ⇒ i = 3A 4,0 Ω 2,0 Ω 3,0 Ω 6i1 = 4i 2 i1 + i 2 = 3 1,5 i1 = i2 i1 + 1,5 i1 = 3 a) b) c) d) e) 1,2 2,0 3,6 4,0 8,0 24 V 2,5 i1 = 3 0,6 Ω i1 = 1,2 A Alternativa A 40. (FM-ABC) No circuito anexo, tem-se um gerador de força eletromotriz E = 21 V e resistência interna r = 1,0 Ω, associado aos resistores R1 = 2,0 Ω, R2 = 12 Ω e R3 = 6,0 Ω. A leitura fornecida pelo amperímetro ideal A é igual a: r E a) b) c) d) e) R2 Req = 1 + 12 . 6 +2=7Ω 12 + 6 E = Req . i 21 = 7 . i ⇒ i = 3A i 2 + i3 = 3 12 . i 2 = 6i3 A 3,0 A 1,5 A 2,0 A 1,0 A 12 A Resolução: 40 i3 = 2 i 2 R3 i 2 + 2 i2 = 3 i2 = 1A i3 = 2 A R1 41. No esquema abaixo, o voltímetro (V) e o amperímetro (A) são considerados ideais. Com K1 e K2 fechados, o voltímetro e o amperímetro acusam, respectivamente, 30 V e 5,0 A. Com K1 fechado e K2 aberto, o voltímetro acusa 33 V. K1 Resolução: a) Com K1 fechado e K2 aberto não há corrente no circuito. E – r . i = 33 i=0 E = 33 V V r A b) Com K1 e K2 fechados temos: U=R.i 30 = R . 5 R=6Ω E + – R Determine: a) a fem do gerador; b) a resistência R; c) a resistência interna do gerador. CPV fismed0204-r K2 Alternativa C c) E – r . i = 30 33 – r . 5 = 30 r = 0,6 Ω física 42. (FUVEST) No circuito esquematizado abaixo, o amperímetro acusa uma corrente de 30 mA. 120 Ω Resolução: a) Com a chave aberta: Req = 120 + 180 + 100 = 400 Ω E = Req . i E = 400 . 0,03 E = 12 V 60 Ω A 13 E K b) Com a chave fechada: 100 Ω 180 Ω 170 Ω 240 Ω 60 Ω a) Qual é o valor da força eletromotriz fornecida pela fonte E ? b) Qual o valor da corrente que o amperímetro passa a registrar quando a chave K é fechada ? 180 Ω 300 Ω 240 Ω 300 Ω A 100 Ω ⇒ 300 + 100 = 250 Ω 2 E = Req . i ⇒ 12 = 250 i ⇒ i = 48 mA Req = A corrente no circuito é 48 mA. Logo, o amperímetro passará a registrar 24 mA. iA = 24 mA 44. (ITA) No circuito mostrado na figura, a força eletromotriz e sua resistência interna são respectivamente E e r. R1 e R2 são duas resistências fixas. 43. (UF-CE) No circuito abaixo E = 150 V, R1 = 15 Ω; R2 = 15 Ω e R3 = 20 Ω. O potencial do ponto A é de: A i E i1 A D r R3 R1 C B R2 a) b) c) d) e) 150 V 135 V 120 V 90 V 45 V Resolução: E = Req . i 150 = (15 + 15 + 20) i i = 3A R1 R +E – R2 i2 Quando o cursor móvel da resistência R se move para A, a corrente i1 em R1 e a corrente i2 em R2 variam da seguinte forma: a) b) c) d) e) i1 Cresce Cresce Decresce Decresce Não varia i2 Decresce Cresce Cresce Decresce Decresce VA – VC = (R1 + R2) i Resolução: VA – 0 = (15 + 15) 3 Se a resistência R é reduzida, a resistência equivalente do circuito também tem seu valor reduzido e a corrente i conseqüentemente aumenta. A partir daí: E – r1 = R1 . i1 Sabemos que i cresce, logo i1 decresce. Além disso: i = i1 + i2 Se i cresce e i1 decresce, podemos concluir que i2 irá crescer. VA = 90 V Alternativa D Alternativa C CPV fismed0204-r 14 FÍSICA 45. (MACK) No circuito abaixo, a corrente que passa pelo amperímetro ideal tem intensidade 2 A. Invertendo a polaridade do gerador de f.e.m. ε2, a corrente no amperímetro mantém o seu sentido e passa a ter intensidade 1 A. A f.e.m. ε2 vale: ε1 = 30 V ε2 a) 10 V b) 8 V r1 r2 c) 6 V d) 4 V e) 2 V Resolução: Na situação inicial ε1 – r1 i + ε2 – r2 i = R . i 30 – 2 r1 + ε2 – 2 r2 = R . 2 30 + ε2 = (R + r1 + r2) . 2 Invertendo a polaridade de ε2: 30 – ε2 = (R + r1 + r2) . i 30 + å 2 = 2 (R + r1 + r2 ) 30 + å 2 = 2 (R + r1 + r2 ) ⇒ − = + + å 30 2 (R r r ) 2 1 2 60 − 2 å 2 = 2 (R + r1 + r2 ) A R –30 + 3 ε2 = 0 ε2 = 10 V Alternativa A 46. Determine para os circuitos seguintes as leituras do amperímetro e do voltímetro, supostos ideais. 2,0 Ω a) Resolução: a) i = 8,0 Ω E − E' 8−2 = = 1,5 A R1 + R 2 + R 3 2 +1+1 Uvolt = 2 + 1 . i = 3,5 V 1,0 Ω A 1,0 Ω A leitura no amperímetro é de 1,5 A e no voltímetro é de 3,5 V. b) i = 2,0 V 60 − 10 = 2,5 A 10 + 5 + 2 + 3 Uvolt = 10 . 2,5 = 25 V V A leitura no amperímetro é de 2,5 A e no voltímetro é de 25 V. 5,0 Ω b) A 10 V 1,0 Ω 2,0 Ω 3,0 Ω CPV fismed0204-r 60 V V física 47. (PUC-RS) A leitura do amperímetro A, considerado ideal, inserido no circuito, em ampères, é de: A 6,0 Ω C r' = 1,0 Ω 3,0 Ω E' = 12 V 6,0 Ω r = 1,0 Ω V Req = i = 1,2 A Alternativa A CPV fismed0204-r 6.3 =2Ω 6+3 UCD = Req . i UCD = 2 . 1,2 Já considerando as resistências internas, a resistência equivalente no circuito fica: 24 – 12 = 10 . i 1,5 2,4 3,3 5,2 8,8 A resistência equivalente entre C e D é: Resolução: E – E' = Req . i a) b) c) d) e) Resolução: 1,2 1,8 2,0 2,2 5,0 Req = 1 + 1 + 6 + 48. (PUC-RS) Com relação ao circuito da questão 47, a leitura do voltímetro V, considerado ideal, colocado entre os pontos C e D, em volts, é de: D E = 24 V a) b) c) d) e) 15 6.3 = 10 Ω 6+3 UCD = 2,4 V Alternativa B