20162012

CPV – MARÉ/ CEASMFísica II – CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS

Educador Carlos

Todo condutor metálico, por exemplo, tem elétrons livres por toda a sua superfície e estão em movimento desordenado com velocidades em todas as direções. Agora se a gente liga um condutor a dois polos de uma bateria (que vamos chamar de gerador em uns

capítulos há frente ) esse condutor será sujeito a uma diferença de potencial, que irá gerar dentro dele um campo elétrico. Esse campozinho elétrico vai fazer com que os elétrons sofram uma força que fará com que todos sigam um mesmo sentido e direção, como mostra nessa figura aqui abaixo

Intensidade da corrente elétrica

A intensidade da corrente elétrica é representada por:

I = Intensidade da corrente elétrica (A, se pronuncia àmpere)

Q = Carga elétrica (C, se pronuncia Coulomb)

T = tempo (S, se pronuncia segundos)

Repare que essas letras que estão em maiúsculo entre parênteses, é chamado de unidade de medida padrão. Essa é a unidade de medida adotada de forma internacional. Comumente as provas de vestibulares utilizam essa unidade. Ela também é conhecida como SI (Sistema Internacional de medida)

Circuito Elétrico

São todos aqueles aparelhos que podem produzir uma corrente elétrica. Veja os exemplos nas imagens ao lado

A bateria e a lampada, ligadas por fios condutores, constituem um circuito elétrico. Ao se fechar a chave (interruptor), há passagem de corrente elétrica e a lampada se acende

Exercício resolvido

1 – Um fio metálico é percorrido por uma corrente elétrica contínua e constante. Sabe-se que uma carga elétrica de 32C atravessa uma seção transversal do fio em 4s. Sendo e = 1,6.10 -19 C a carga elétrica elementar, determine:

a)A intensidade da corrente elétrica;

b) O número de elétrons que atravessa uma secção do condutor no referido intervala de tempo.

Exercícios

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Corrente Elétrica

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1 - Um fio metálico é percorrido por uma corrente elétrica contínua e constante. Sabe-se que uma carga elétrica de 20C atravessa uma seção transversal do fio em 4s. Sendo e = 1,6.10 -19 C a carga elétrica elementar, determine:

a)A intensidade da corrente elétrica;

b) O número de elétrons que atravessa uma secção do condutor no referido intervala de tempo.

2 – É possível medir a passagem de 5.10-2 elétrons por segundo através de uma seção de um condutor com certo aparelho sensível. Sendo a carga elementar 1,6.10 -19C, calcule a intensidade da corrente correspondente ao movimento.

3 - É possível medir a passagem de 3.10-3 elétrons por segundo através de uma seção de um condutor com certo aparelho sensível. Sendo a carga elementar 1,6.10 -19C, calcule a intensidade da corrente correspondente ao movimento.

Exercício resolvido

1 – O gráfico representa a intensidade de corrente que percorre um condutor em função do tempo. Determine a carga elétrica que atravessa uma seção transversal do condutor entre os instantes

a)0 e 2s

b) 2 e 4s

RESOLUÇÃO

a) Para achar a corrente no intervalo de tempo de 0 a 2s, basta calcular a área dessa região no gráfico, que chamaremos de "região A". Como ela tem um formato de retângulo (lembrando que essa

parte de área de retângulo quem dá é a geometria, então

concentração total quando ela (e) der essa matéria ) basta multiplicar o valor de um lado, que olhando no gráfico vemos que é 3, pelo outro lado, que olhando no gráfico abaixo vemos que é 2. Assim observe a área asurada, vulgo pintada, no gráfico abaixo:

Assim, multiplicando ambos temos:

b) ) Para achar a corrente no intervalo de tempo de 2 a 4s, basta calcular a área dessa região no gráfico, que chamaremos de "região A". Como ela tem um formato de um trapézio (lembrando que essa parte de área de trapézio quem dá é a geometria, então

concentração total quando ela (e) der essa matéria ) basta somar a base maior, que olhando no gráfico vemos que é 6, e somar com a base menor, que olhando no gráfico vemos que é 3. Com o resultado temos que multiplicar pela altura do trapézio, que como vemos no gráfico é 2, e dividir por 2. Assim observe a área asurada, vulgo pintada, no gráfico abaixo:

Resolvendo o calculo da área do trapézio da figura temos que:

Exercícios

6 – O gráfico representa a intensidade da corrente elétrica que percorre um condutor em função do tempo. Determine a carga

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Adoramos física!!

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elétrica que atravessa uma seção transversal entre os instantes t = 1s e t = 3s

Charge contextualizada:

Energia e a potência da Corrente elétrica

A potencia elétrica é dada pela seguinte fórmula

P = Potência elétrica (W, onde a pronuncia é Waltt)

U = Diferença de potencial ou tensão elétrica (V, cujo a pronuncia é volts)

i = corrente elétrica (A, onde a pronuncia é àmpere)

Já a energia elétrica aparece a seguinte relação

Eel = Energia elétrica (KWH, onde a pronunica é quilowatt-hora)

P = Potencia elétrica (W, onde a pronuncia é Waltt)

T = tempo (S, se pronuncia segundos)

Informação importantíssima, vc não pode se esquecer que

Exercício resolvido

1 – Um aparelho elétrico alimentado sob a ddp de 120V consome uma potencia de 60W. Calcule:

a)A intensidade de corrente que percorre o aparelho;

b) a energia elétrica que ele consome em 8h, expressa em kWh

RESOLUÇÃO

Exercícios

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Treta

Treta

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7 - Um aparelho elétrico alimentado sob a ddp de 220V consome uma potencia de 40W. Calcule:

a)A intensidade de corrente que percorre o aparelho;

b) a energia elétrica que ele consome em 6h, expressa em kWh

8 - Um aparelho elétrico alimentado sob a ddp de 220V consome uma potencia de 40W. Calcule:

a)A intensidade de corrente que percorre o aparelho;

b) a energia elétrica que ele consome em 6h, expressa em kWh

EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES

9 – (IME-RJ) A intensidade da corrente elétrica em um condutor metálico varia, com o tempo, de acordo com o gráfico a seguir. Sendo o módulo da carga elementar e= 1,6.10"-19"C, determine: a) A carga elétrica que atravessa uma secção do condutor em 8s; b) O número de elétrons que atravessa uma secção do condutor durante esse mesmo tempo; c) A intensidade média da corrente entre os instantes 0s e 8s.

10 – (PUC-PR) Uma corrente elétrica de 10A é mantida em um condutor metálico durante dois minutos pede-se a carga elétrica que atravessa uma seção do condutor

11 - (UERJ – 2015) Em fins do século XVI, foi feita uma das primeiras aplicações práticas de uma pilha: a decomposição da água em oxigênio e hidrogênio, processo denominado eletrólise. Já naquela época, com base nesse experimento, sugeriu-se que as forças responsáveis pelas ligações químicas apresentam a seguinte natureza:

(A) nuclear

(B) elétrica

(C) magnética

(D) gravitacional

12 - (UERJ – 2013) Em uma experiência, três lâmpadas idênticas {L1, L2, L3} foram inicialmente associadas em série e conectadas a uma bateria E de resistência interna nula. Cada uma dessas lâmpadas pode ser individualmente ligada à bateria E sem se queimar.

Observe o esquema desse circuito, quando as três lâmpadas encontram-se acesas:

Em seguida, os extremos não comuns de L1 e L2 foram conectados por um fio metálico, conforme ilustrado abaixo:

A afirmativa que descreve o estado de funcionamento das lâmpadas nessa nova condição é:

(A) As três lâmpadas se apagam.

(B) As três lâmpadas permanecem acesas.

(C) L1 e L2 se apagam e L3 permanece acesa.

(D) L3 se apaga e L1 e L2 permanecem acesas.

13 – (ENEM – 2009) O manual de instruções de um aparelho de ar-condicionado apresenta a seguinte tabela, com dados técnicos para diversos modelos:

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 ar-condicionado. Nessa situação, entre as informações listadas, aquelas essenciais para se determinar quantos e/ou quais aparelhos de ar-condicionado são precisos para manter,

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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

14 – (ENEM – 2009) A instalação elétrica de uma casa envolve várias etapas, desde a alocação dos dispositivos, instrumentos e aparelhos elétricos, até a escolha dos materiais que a compõem, passando pelo dimensionamento da potência requerida, da fiação necessária, dos eletrodutos*, entre outras. Para cada aparelho elétrico existe um valor de potência associado. Valores típicos de potências para alguns aparelhos elétricos são apresentados no quadro seguinte:

*Eletrodutos são condutos por onde passa a fiação de uma instalação elétrica, com a finalidade de protegê-la. A escolha das lâmpadas é essencial para obtenção de uma boa iluminação. A potência da lâmpada deverá estar de acordo com o tamanho do cômodo a ser iluminado. O quadro a seguir mostra a relação entre as áreas dos cômodos (em m2) e as potências das lâmpadas (em W), e foi utilizado como referência para o primeiro pavimento de uma residência.

Obs.: Para efeitos dos cálculos das áreas, as paredes são desconsideradas. Considerando a planta baixa fornecida, com todos os aparelhos em funcionamento, a potência total, m watts, será de

A) 4.070.

B) 4.270.

C) 4.320.

D) 4.390.

E) 4.470.

15 - (UERJ 2013) Um chuveiro elétrico com resistência igual a 5   é conectado a uma rede elétrica que fornece 120 V de tensão eficaz. Determine a energia elétrica, em kWh, consumida pelo chuveiro durante 10 minutos. (Dica: Considere P = U²/R, essa formulazinha

vou dar mais na frente )

16 - (UERJ 2009) A tabela abaixo mostra a quantidade de alguns dispositivos elétricos de uma casa, a potência consumida por cada um deles e o tempo efetivo de uso diário no verão.

Considere os seguintes valores:

densidade absoluta da água: 1,0 g/cm3

calor específico da água: 1,0 cal.g-1 0C-1

1 cal = 4,2 J

custo de 1 kWh = R$ 0,50

Durante 30 dias do verão, o gasto total com esses dispositivos, em

reais, é cerca de:

(A) 234

(B) 513

(C) 666

(D) 1026

17 - (UERJ 2010) Para dar a partida em um caminhão, é necessário

que sua bateria de 12 V estabeleça uma corrente de 100 A durante

um minuto.

A energia, em joules, fornecida pela bateria, corresponde a:

(A) 2,0 × 101

(B) 1,2 × 102

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(C) 3,6 × 103

(D) 7,2 × 104

18 - (ENEM 2010) A energia elétrica consumida nas residências é medida, em quilowatt/hora, por meio de um relógio medidor de consumo. Nesse relógio, da direita para a esquerda, tem-se o ponteiro da unidade, da dezena, da centena e do milhar. Se um ponteiro estiver entre dois números, considera-se o último número ultrapassado pelo ponteiro. Suponha que as medidas indicadas nos esquemas seguintes tenham sido feitas em uma cidade em que o preço do quilowatt/hora fosse de R$ 0,20.

FILHO, A.G.; BAROLLI, E. Instalação Elétrica. São Paulo: Scipione, 1997. (Foto: Reprodução/Enem)

O valor a ser pago pelo consumo de energia elétrica registrado seria de

A R$ 42,80.B R$ 42,00.C R$ 43,00.D R$ 43,80.E R$ 44,00.

Gabarito (exercícios complementares)

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