3º Ano Física

COLÉGIO ÂNGULO

ELETRIZAÇÃO E LEI DE COULOMB

CARGA ELÉTRICA ELEMENTAR

I. Entre dois elétrons existe um par de forças

de repulsão.

II. Entre dois prótons existe um par de forças

de repulsão.

III. Entre um próton e um elétron existe um

par de forças de atração.

Isolantes e Condutores

Os corpos chamados condutores são

aqueles em que os portadores de cargas

elétricas têm facilidade de movimentação.

Os corpos chamados isolantes são

aqueles em que os portadores de cargas têm

dificuldade de movimentação.

Eletrização por Atrito

Atritando-se corpos de materiais

diferentes, há passagem de elétrons de um

corpo para o outro, de modo que um dos

corpos fica eletrizado positivamente (perdeu

elétrons) e o outro fica eletrizado

negativamente (ganhou elétrons).

Eletrização por Contato

Quando um corpo eletrizado é

colocado em contato com um corpo

inicialmente neutro, ocorre uma passagem de

elétrons de um corpo para o outro e assim, os

dois corpos ficam com cargas de mesmo

sinal.

Eletrização por Indução

Quando um corpo eletrizado é

colocado próximo a um corpo neutro ocorre a

indução eletrostática, ou seja, as cargas do

condutor neutro são separadas. Para que a

eletrização aconteça é necessário fazer a

ligação do condutor neutro com a terra.

Lei de Coulomb

As forças elétricas obedecem o

princípio de ação e reação (3ª Lei de

Newton), isto é, têm a mesma intensidade,

mesma direção e sentidos opostos, agindo em

corpos diferentes.

"A intensidade da força entre duas cargas

puntiformes ou pontuais varia com o inverso

do quadrado da distância entre elas e é

ENSINO MÉDIO 3º ANO Página 1

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diretamente proporcional ao produto dos

valores absolutos das cargas”. Assim:

Exercícios de Sala

1. (UFRS) Um bastão eletricamente

carregado atrai uma bolinha condutora X,

mas repele uma bolinha condutora Y. As

bolinhas X e Y se atraem na ausência do

bastão. Sendo essas forças de atração e

repulsão de origem elétrica, conclui-se que:

a) Y está eletricamente carregada, X está

eletricamente descarregada ou eletricamente

carregada com cargas de sinal contrário ao

das cargas de Y.

b) ambas as bolinhas estão eletricamente

descarregadas.

c) X e Y estão eletricamente carregadas com

cargas de mesmo sinal.

d) X está eletricamente carregada com cargas

de mesmo sinal das do bastão.

e) Y está eletricamente descarregada e X

carregada.

2. Duas cargas elétricas, Q1 = 2μC e Q2 = -

1,5μC, estão localizadas no vácuo distantes

30cm uma da outra. Determine a força de

interação entre as cargas. Considere

k0=9x109N.m2/C2

Tarefa Mínima

1. (SUPRA) Durante as corridas de Fórmula

1, em que os carros desenvolvem altas

velocidades, estes sofrem eletrização por

atrito com o ar, o que acarreta grande risco

de explosão principalmente durante o

abastecimento. Essa eletrização se dá por:

a) perda de elétrons da superfície,

carregando-se positivamente.

b) perda de prótons da superfície,

carregando-se negativamente.

c) ganho de elétrons do ar, carregando-se

positivamente.

d) ganho de prótons do ar, carregando-se

negativamente.

e) perda de elétrons da superfície,

carregando-se alternadamente de forma

positiva e negativa.

2. (PUC-SP) Duas esferas A e B, metálicas e

idênticas, estão carregadas com cargas

respectivamente iguais a 16 µC e 4 µC.

Uma terceira esfera C, metálica e idêntica a

anteriores, está inicialmente descarregada.

Coloca-se C em contato com A. Em seguida,

esse contato é desfeito e a esfera C é

colocada em contato com B. Supondo-se que


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não haja troca de cargas elétricas com o meio

exterior, a carga final de C é de:

a) 8 µC b) 6 µC c) 4 µC

d) 3 µC e) nula

3. (UFSC) As esferas, na figura abaixo, estão

suspensas por fios de seda. A carga elétrica

da esfera A é positiva. As cargas elétricas do

bastão isolante B e da esfera C são,

respectivamente:

(Dê o valor da soma da(s) alternativa(s)

correta(s) como resposta.)

01. Positiva e positiva

02.Positiva e negativa

04. Positiva e neutra

08. Neutra e positiva

16. Negativa e positiva

32. Negativa e negativa

64. Neutra e negativa

4. (UFPA) Um corpo A, eletricamente

positivo, eletriza um corpo B que

inicialmente estava eletricamente neutro, por

indução eletrostática. Nessas condições,

pode-se afirmar que o corpo B ficou

eletricamente:

a) positivo, pois prótons da Terra são

absorvidos pelo corpo.

b) positivo, pois elétrons do corpo foram para

a Terra.

c) negativo, pois prótons do corpo foram para

a Terra.

d) negativo, pois elétrons da Terra são


e) negativo, pois prótons da Terra são


6. (ACAFE) Com relação à força de natureza

eletrostática, existente entre duas cargas

elétricas puntiformes, podemos afirmar que:

a) o módulo da força é inversamente

proporcional à distância entre as cargas;

b) o módulo da força é independente do meio

em que as cargas se encontram;

c) a força aumenta, em módulo, quanto

aumenta a distância entre as cargas;

d) a força, em módulo, mantém-se invariável

se as duas cargas aumentarem de valor na

mesma proporção.

7. (UFSC) Obtenha a soma dos valores

numéricos, associados às opções

CORRETAS:

01. Dois corpos eletrizados com cargas de

mesmo módulo mesmo sinal se atraem;

02. A. Lei de Coulomb afirma que a força de

atração eletrostática entre duas cargas de

mesmo sinal é diretamente proporcional ao


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inverso da distância de separação entre

cargas;

04. Um corpo inicialmente neutro, fica

eletrizado com carga positiva quando, por

algum processo, são removidos elétrons do

mesmo.

08. Um corpo, inicialmente neutro, fica

eletrizado com carga negativa quando, por

algum processo, são adicionados elétrons ao

mesmo;

16. Um corpo está eletrizado positivamente

quando tem falta de elétrons.

32. O eletroscópio de folhas de ouro é um

dispositivo destinado a indicar a presença de

cargas elétricas em corpos eletrizados;

64. Qualquer eletroscópio, inclusive o de

folhas de ouro, é um dispositivo destinado a

armazenar cargas elétricas e neutralizá-las,

por atrito, nas experiências de eletrostática.

CAMPO ELÉTRICO E POTENCIAL

ELÉTRICO

O CONCEITO DE CAMPO ELÉTRICO

Suponhamos que, ao ser colocada em

um ponto P, uma carga puntiforme q sofra a

ação de uma força elétrica F. Dizemos então

que no ponto P existe um campo elétrico E

definido por:

Observando essa equação vemos que:

1º) se q > 0, E e F tem mesmo sentido.

2º) se q < 0, E e F tem sentidos opostos.

Campo de uma carga puntiforme

Se a carga Q for positiva o campo

será representado por linhas afastando-se da

carga; se Q for negativa a linhas estarão

aproximando-se da carga.

Módulo de Campo Elétrico

Vimos como calcular o campo

elétrico produzido por uma carga puntiforme.

Se tivermos mais de uma carga, o campo

elétrico em um ponto P é calculado fazendo a

soma vetorial dos campos produzidos por

cada carga.

Linhas de força


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Essas linhas são desenhadas de tal

modo que, em cada ponto, o campo elétrico é

tangente à linha.

Onde as linhas estão mais próximas

o campo é mais intenso e onde elas estão

mais afastadas o campo é mais "fraco".

Campo elétrico uniforme (CEU)

Trabalho sobre uma carga

É possível demonstrar que o trabalho

da força elétrica atuante em uma carga q é

dada por:

onde k é a constante da lei de Coulomb e dA

e dB são as distâncias dos pontos A e B à

carga Q.

Potencial elétrico(V)

O potencial elétrico é a razão entre a

energia potencial elétrica e a carga elétrica no

determinado ponto do campo elétrico. Logo:

A diferença de potencial

então é:

Isso nos demonstra que o potencial de

um ponto em um campo elétrico pode ser

definido como sendo:

OBS: O potencial de uma carga positiva tem

o sinal positivo e o potencial de uma carga

negativa tem o sinal negativo.

Algumas propriedades do potencial

elétrico:

1. O potencial diminui ao longo de uma linha

de força

2. Uma carga positiva, abandonada numa

região onde há campo elétrico, desloca-se

espontaneamente para pontos de potenciais

decrescentes e uma carga negativa,

abandonada numa região onde há campo

elétrico, desloca-se espontaneamente para

pontos de potenciais crescentes.

Superfícies Equipotenciais


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Todos os pontos dessa superfície têm o

mesmo potencial e por isso ela é chamada de

superfície equipotencial.

O potencial em um campo uniforme é dado:

Vab= E.d

Exercícios de Sala

1. (UFSCar-SP) Para que o campo elétrico

resultante em P seja o indicado na figura, é

necessário que as cargas elétricas estejam

distribuídas da seguinte maneira:

a) q1 e q2 positivas e q3 negativa

b) q1 positiva q2 e q3 negativa

c) q1 e e q2 negativas e q3 positiva

d) q1 e q3 positivas e q2 negativa

e) q2 e q3 positivas e q1 negativa

2. (UFSC) Obtenha a soma dos valores

numéricos associados às opções corretas:

01. A lei que rege os fenômenos de atração e

repulsão de cargas elétricas é denominada

Lei de Coulomb.

02. Na natureza, normalmente os corpos se

encontram em equilíbrio eletrostático, pois os

átomos se compõem de números idênticos de

cargas positivas e negativas.

04. O trabalho realizado sobre uma carga

elétrica, para movimentá-la em equilíbrio,

sobre uma superfície eqüipotencial, é

diferente de zero.

08. A diferença de potencial entre dois

pontos de uma mesma superfície

eqüipotencial é nula.

16. Nos materiais condutores de eletricidade,

os portadores de carga apresentam grande

facilidade de movimento no interior do

material. Nos isolantes, é difícil a

movimentação dos portadores de carga.

Tarefa Mínima

1. (UFPI) Uma carga de prova q, colocada

num ponto de um campo elétrico E = 2 · 103

N/C, sofre a ação de uma força F = 18 · 10-5

N. O valor dessa carga, em Coulomb, é de:

a) 9 · 10-8 b) 20 · 10-8 c) 36 · 10-8

d) 9 · 10-2 e) 36 · 10-2

2. (UFPA) Com relação às linhas de força de

um campo elétrico, pode-se afirmar que são

linhas imaginárias:


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a) tais que a tangente a elas em qualquer

ponto tem a mesma direção do campo

elétrico.

b) tais que a perpendicular a elas em

qualquer ponto tem a mesma direção do

campo elétrico.

c) que circulam na direção do campo elétrico.

d) que nunca coincidem com a direção do

campo elétrico.

e) que sempre coincidem com a direção do

campo elétrico.

3. (VUNESP) Na figura, o ponto P está

eqüidistante das cargas fixas + Q e - Q. Qual

dos vetores indica a direção e o sentido do

campo elétrico em P, devido a essas cargas?

4. Um campo elétrico uniforme de módulo E

= 20x103 N/C é mostrado abaixo. Sabendo

que o potencial em A e B são

respectivamente, 50V e 30V, podemos

afirmar que:

a) O trabalho da força elétrica para levar uma

carga q de A para B é maior na trajetória 2 do

que na trajetória 1;

b) A distancia entre A e B vale 20x10-3 m;

c) A força elétrica ao transportar uma carga q

=6 µC de A para B realiza um trabalho de

1,2x10-4J;

d) O trabalho da força elétrica para uma

carga q de A para B é maior pela trajetória 1,

pois ela é menor;

e) Não é possível calcular a distancia entre A

e B.

5. (UNICAP) Assinale as proposições

verdadeiras e faça o somatório.

01. Um corpo neutro não pode ser carregado

por contato ou indução.

02. A força de atração ou de repulsão entre

duas cargas elétricas varia diretamente com a

quantidade de carga e inversamente com o

quadrado da distância que as separa.

04. Potencial e tensão são termos

equivalentes. O potencial tem a dimensão de

trabalho por unidade de carga e é medido em

watt.

08. O potencial, em qualquer ponto de um

campo elétrico, é definido como o trabalho

efetuado para deslocar uma unidade de carga

positiva de um ponto fixo de referência até

esse ponto.

16. Em torno de qualquer sistema de cargas

elétricas, há um campo elétrico.

ELETRODINÂMICA

Corrente Elétrica


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Quando temos um movimento

ordenado de partículas com carga elétrica,

dizemos que temos uma corrente elétrica.

Sentido da corrente

Nos condutores sólidos, o sentido da

corrente elétrica corresponde ao sentido do

movimento de elétrons, pois são eles que se

deslocam, ou seja, a corrente é do potencial

menor (pólo negativo) para o potencial maior

(polo positivo). Este é o sentido real da

corrente.

No estudo da corrente elétrica,

entretanto, adota-se um sentido

convencional, que é do deslocamento das

cargas positivas, ou seja, do potencial maior

para o menor.

Intensidade de Corrente

A intensidade média da corrente (im)

nesse intervalo de tempo é definida por:

No Sistema Internacional a unidade

de intensidade de corrente é o ampère cujo

símbolo é A.

Gráfico i x t

Na Fig. temos o gráfico de i em

função do tempo t para o caso em que i é

constante. Nesse caso, a área da região

sombreada nos dá o módulo da carga que

passa pela seção reta do fio no intervalo de

tempo t.

Resistência-1 Lei de Ohm

É a oposição feita por um condutor à

passagem da corrente elétrica. Sendo i a

intensidade da corrente que percorre o fio,

definimos a resistência R do fio pela

equação:

No Sistema Internacional, a unidade

de resistência é o ohm, cujo símbolo é Ω. Há

condutores que obedecem a lei de Ohm, tais

condutores são chamados ôhmicos.


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Em um condutor que não é ôhmico o

gráfico de U em função de i não é retilíneo.

Resistividade-2 Lei de Ohm

A resistência de um condutor depende

de sua forma, de seu tamanho e de que

material é feito.

Consideremos o caso de um fio

cilíndrico, de comprimento L e cuja seção

reta tem área A. A experiência mostra que a

resistência R desse fio é dada por:

Exercícios de Sala

1. (UFPA) Para conhecer o valor da

resistência elétrica de um ferro elétrico

existente em sua casa, Joãozinho usou um

amperímetro, um voltímetro e uma fonte de

tensão conforme o esquema abaixo. Ele

aplicou tensões e obteve correntes, conforme

o gráfico abaixo. Assinale a alternativa que

contém o valor da resistência, em ohms,

encontrada por Joãozinho:

a) 50 b) 40 c) 30 d) 20 e) 10

Tarefa Mínima

1. (PUC-MG) O gráfico representa a curva

característica tensão - corrente para um

determinado resistor. Em relação ao resistor,

é CORRETO afirmar:

a) é ôhmico e sua resistência vale 4,5 x 102 Ω

b) é ôhmico e sua resistência vale 1,8 x 102

Ω.

c) é ôhmico e sua resistência vale 2,5 x 102

Ω.

d) não é ôhmico e sua resistência vale 0,40

Ω.

e) não é ôhmico e sua resistência vale 0,25

Ω.

2. (UFSC) Assinale as afirmativas corretas e

some os valores respectivos:

01. Define-se resistência de um condutor

como a razão entre a diferença de potencial

aplicada a seus extremos e a corrente que

passa através dele.


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02. A resistência de um ferro elétrico deve

ser grande de forma a produzir um maior

efeito joule.

04. A lei de ohm é um caso particular da

definição de resistência.

08. A resistência de um fio condutor é

inversamente proporcional ao comprimento

do fio.

16. A resistência de um fio condutor é

diretamente proporcional ao diâmetro do fio.

32. A resistividade independe da forma do

material.

3. A resistência elétrica de um resistor em

forma de fio vale 80 Ω Calcule o

comprimento deste fio, sabendo que, ao se

cortar 2m do mesmo, a resistência passa a

valer 60 Ω.

4. Um fio metálico de resistência elétrica R

=10 Ω comprimento l =200 cm e área de

secção transversal A = 4x10 -4cm2.

5. (UFSC) Some os valores das afirmativas

corretas:

01. Resistência é a propriedade que os

materiais possuem de se opor à passagem da

corrente elétrica.

02. Os metais, em geral, são bons condutores

porque possuem muitos elétrons livres.

04. A corrente elétrica aparece em um

condutor quando se aplica uma d.d.p. às

extremidades, pois a d.d.p. é a fonte de

energia para mover as cargas.

08. A Lei de Ohm garante que a corrente

elétrica que atravessa qualquer condutor é

proporcional à diferença de potencial

aplicada às extremidades deste.

16. Define-se resistência elétrica como o

quociente entre a diferença de potencial

aplicada às extremidades do condutor e à

corrente elétrica que o atravessa.

32. A corrente elétrica, ao passar através de

um fio, gera calor (Efeito Joule) devido ao

fato de que os choques entre as cargas são

parcialmente elásticos.

RESISTORES E POTENCIA ELÉTRICA

Introdução

Chamamos de resistor todo condutor

cuja única função é transformar a energia

elétrica em energia térmica.

Associação em série

Neste caso os três resistores são

percorridos pela mesma corrente, de

intensidade i.


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A tensão U entre os extremos A e B

da associação é igual à soma das tensões

entre os extremos de cada resistor: V =

V1 + V2 + V3.

Vemos então que, se substituirmos a

associação de resistores por um único resistor

de resistência RE (Fig.), este será percorrido

pela mesma corrente. A resistência RE é

chamada de resistência equivalente à

associação.

Associação em paralelo

Curto-circuito

Quando dois pontos de um circuito

são ligados por um fio de resistência

desprezível, dizemos que os dois pontos

estão em curto-circuito.

Potência

Quando um sistema absorve (ou

fornece) uma energia, num intervalo de

tempo t, a potência média absorvida (ou

recebida) nesse intervalo de tempo é definida

por:

No Sistema Internacional de

Unidades, a unidade de energia é o joule (J),

a unidade de tempo é o segundo (s) e a

unidade de potência é o watt (W):

Potência em resistores

Porém, essa potência pode ser

expressa de outros modos, usando a equação:

Exercícios de Sala

1. (VUNESP) Num circuito elétrico, dois

resistores, cujas resistências são R1 e R2,

com R1 > R2, estão ligados em série.


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Chamando de i1 e i2, as correntes que os

atravessam e de V1 e V2 as tensões a que

estão submetidos, respectivamente podemos

afirmar que:

a) i1 = i2 e V1 = V2 b) i1 = i2 e V1 > V2

c) i1 > i2 e V1 = V2 d) i1 > i2 e V1 < V2

e) i1 < i2 e V1 > V2

2. (UNICAP) No circuito abaixo, sendo de

1,0 A a intensidade da corrente, designada i3,

podemos concluir que: Assinale V para as

afirmativas verdadeiras e F para as

afirmativas falsas.

( ) o circuito abaixo é um circuito em série;

( ) o circuito abaixo é um circuito em

paralelo;

( ) o valor de V é 100 volts;

( ) a corrente i2 vale 2,0 A;

( ) a corrente i1 vale 3,0 A.

Tarefa Mínima

3. (UFSC) Assinale a(s) proposição (ões)

correta(s).

01. Para a maioria dos metais a resistividade

diminui quando há um aumento na

temperatura.

02. A dissipação de energia por efeito Joule

num resistor depende do sentido da corrente

e independe da tensão aplicada sobre ele.

04. Para dois condutores de mesmo material

e mesmo comprimento, sendo que um tem o

dobro da área de seção do outro, teremos

uma mesma intensidade de corrente se

aplicarmos a mesma tensão sobre ambos.

08. Para um condutor ôhmico um aumento de

tensão corresponde a um aumento

proporcional de corrente elétrica.

16. Ao se estabelecer uma corrente elétrica

num fio metálico submetido a uma certa

tensão contínua, teremos prótons se movendo

do pólo positivo ao negativo.

32. Os metais geralmente são bons

condutores de eletricidade e de calor.

5. (PUC-RS) A figura representa um gerador

ideal de tensão, três resistores e dois

interruptores (chaves).

Com os interruptores CH1 fechado e CH2

aberto, a diferença de potencial entre os

pontos B e C vale:

a) 10 V

b) 12 V


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c) 15 V

d) 17 V

e)20V

7. (PUC-PR) O circuito representado é

formado pelo gerador de F.E.M. 60 V,

resistência interna 1W e por resistores. A

corrente no resistor de 9 Ω e a diferença de

potencial entre os pontos A e B são

respectivamente:

a) 4A, 4V. b) 2A, 6V. c) 4A, 8V.

d) 2A, 2V. e)3,3A,6,6V.

8. (UNICAP) No circuito abaixo, Va - Vb =

22,4V.

Assinale as afirmativas verdadeiras.

01. A resistência equivalente é.25 Ω

02. O valor da resistência R é.0,4Ω

04. A potência dissipada em R é 1,0 W.

08. A corrente l1 é 0,6 A.

16. A corrente l2 é 0,4 A.

GERADOR ELÉTRICO

Os geradores fornecem energia às

cargas elétricas que passam por ele.

Nos geradores reais uma parte da

energia recebida pelas cargas é perdida

dentro do próprio gerador. Dizemos que o

gerador real tem uma resistência interna (r).

Assim, a tensão V (diferença de potencial)

entre os pólos do gerador é em geral menor

do que a força eletromotriz:

onde i é a intensidade da corrente que

atravessa o gerador. Na figura damos o

símbolo usado para o gerador real.

2) Curva característica


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Quando i = 0 temos V = E. Esse caso

é chamado gerador em aberto.

O caso V = 0 ocorre quando ligamos

os pólos A e B do gerador por um fio de

resistência nula, isto é, colocamos os

terminais do gerador em curto-circuito.

Potência do gerador

O gerador terá as potências

mencionadas abaixo:

Potencia Util= U.i

Potencia Total= E.i

Potencia Dissipada=R.i2

3) Rendimento do Gerador

A divisão da potência útil pela

potência total, nos dá o rendimento (n) do

gerador.

Associação de geradores

Os dois principais modos são: série e

paralelo.

Exercícios de Sala

1. (VUNESP) Um amperímetro ideal A, um

resistor de resistência R e uma bateria de

f.e.m. 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:


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a) a diferença de potencial no amperímetro

aumentará.

b) a diferença de potencial no amperímetro

diminuirá.

c) a corrente pelo resistor aumentará.

d) a corrente pelo resistor não se alterará.

e) a corrente pelo resistor diminuirá.

2. (UEL) A diferença de potencial obtida nos

terminais de um gerador é 12volts. Quando

esses terminais são colocados em curto-

circuito, a corrente elétrica fornecida pelo

gerador é 5,0 ampères. Nessas condições, a

resistência interna do gerador é, em ohms,

igual a

a) 2,4 b) 7,0 c) 9,6 d) 17 e) 60

Tarefa Mínima

1. Uma bateria tem força eletromotriz de 12

V. A energia que ela fornece a cada elétron

que a atravessa e a energia que ela fornece a

uma carga de 1C, valem, respectivamente:

a) 1,92x10-18 J e 12 J d) 3,92x10-18 J e 15 J

b) 3,6x10-18 J e 12 J e) 9,22x10-17 J e 2 J

c) 1,92x10-16 J e 5 J

2. Uma bateria apresenta ddp de 7,0V quando

atravessada por uma corrente de 10A ddp de

6,0V quando atravessada por corrente de

20A. A sua força eletromotriz e resistência

interna, valem respectivamente:

a) 10 V e 0,5Ω b) 5 V e 0,2 Ω

c) 8 V e 0,5 Ω d) 10 V e 0,1 Ω

e) 8 V e 0,1 Ω

3. Quando uma bateria está em circuito

aberto um voltímetro ideal ligado aos seus

terminais marca 12V. Quando a bateria está

fornecendo energia a um resistor R,

estabelece no circuito uma corrente de 1A, e

o voltímetro registra 10V nos terminais da

bateria. Determine a f.e.m e a resistência

interna.

a) 10 V e 4 Ω b) 5 V e 4 Ω c) 12 V e 2 Ω

d) 8 V e 4 Ω e) 15 V e 2 Ω

4. Uma bateria de automóvel tem f.e.m. 12V

e resistência interna 0,5 W. Determine a

máxima intensidade de corrente que se pode

obter desta bateria.

5. Tem-se um gerador de força eletromotriz

6V e resistência interna 1,5 W. A leitura de

um amperímetro ideal e um voltímetro ideal

ligado aos seus pólos, são respectivamente:

a) 3A e 10 V b) 4A e 6 V c) 2A e 10 V

d) 5A e 15 V e) 1A e 5 V

6. Um gerador tem força eletromotriz 36V e

resistência interna 4,5 Ω.


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a) Represente, num gráfico, a tensão v no

gerador em função da intensidade da corrente

i que o atravessa.

b) Qual a potência que o gerador lança no

circuito externo sob a tensão de 27V ?

7. Um gerador de f.e.m. 24V e resistência

interna de 1 Ω está ligado a um circuito

externo. A tensão entre os terminais do

gerador é de 20V. A intensidade da corrente

elétrica que o atravessa e as potências gerada,

útil e a dissipada que produz são

respectivamente:

a) 3A, 100 W, 70W e 30W

b) 5A, 120 W, 95W e 25W

c) 2A, 87 W, 58W e 29W

d) 1A, 60 W, 48W e 12W

e) 4A, 96 W, 80W e 16W

8. Um gerador apresenta tensão de 20V

quando atravessado por uma corrente de 20A

e, tensão de 15v quando atravessado por

corrente de 30A. Calcule sua força

eletromotriz e sua resistência interna.

a) 25 V e 0,4 Ω b) 35 V e 0,8 Ω

c) 12 V e 2 Ω d) 30 V e 0,5 Ω

e) 25 V e 2Ω

RECEPTORES ELÉTRICOS

Chamamos de receptor elétrico a um

aparelho que transforme energia elétrica em

outro tipo de energia que não seja apenas

térmica.

Como essa equação é de primeiro

grau e o coeficiente de i é positivo (+ r), o

gráfico de U em função de i tem o aspecto da

figura, onde a tangente do ângulo α é

numericamente igual ao valor de r.

Potência do receptor

O receptor tem três potencias distintas:

Potencia Total= U.i

Potencia Util= E.i

Potencia Dissipada= R.i2

Rendimento do receptor


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O rendimento do receptor é obtido

efetuando a divisão entre a potência útil e a

potência total:

Circuito gerador-receptor

Na figura representamos uma situação

em que uma bateria (gerador) faz funcionar

um motor (receptor) que é usado para

levantar um bloco.

Essa situação pode ser representada

pelo seguinte esquema:

onde:

E' = força eletromotriz do gerador

r' = resistência interna do gerador

E" = força contra-eletromotriz do receptor

r" = resistência interna do receptor

Naturalmente devemos ter:

E' > E"

A corrente sai pelo positivo do

gerador e entre no pólo positivo do receptor.

Exercícios de Sala

1. Para o circuito abaixo, determine o sentido

e a intensidade da corrente elétrica.

2. Um receptor tem força contra eletromotriz

igual a 20V e resistência interna igual a

5,0α . Ao ser ligado num circuito, é

atravessado por uma corrente de intensidade

2,0A Determine:

a) a ddp nos terminais do receptor;

b) a potência elétrica fornecida ao receptor;

c) a potência elétrica que o receptor

transforma em outra forma de energia que

não térmica;

d) o rendimento elétrico do receptor.

Tarefa Mínima

1. Um motor elétrico, de resistência interna

2Ω , é ligado a uma ddp de 100V. Constata-

se que o motor é percorrido por uma corrente

de 5A. Determine a f.c.e.m do motor; a


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potência dissipada internamente e o que

acontece se impedirmos o eixo de girar.

a) 90V, 50W e queima

b) 50V, 20W e queima

c) 70V, 50W e aquece

d) 90V, 30W e queima

e) 80V, 40W e aquece

2. A curva característica de um receptor é

dada no gráfico abaixo. Determine a f.c.e.m

do receptor; a resistência interna do receptor;

e as potências fornecidas, útil e dissipada

pelo receptor quando ligado num circuito e

atravessado por uma corrente elétrica de

intensidade 5,0A.

a) 15V, 3 , e 100W, 50W, 50W

b) 10V, 2 , e 50W, 30W, 20W

c) 10V, 2 , e 100W, 50W, 50W

d) 20V, 1 , e 150W, 90W, 60W

e) 20V, 2 , e 200W, 100W, 100W

3. (ACAFE) Assinale a afirmativa correta:

a) A diferença de potencial entre os terminais

de um gerador não ideal é sempre igual à sua

força eletromotriz.

b) A força eletromotriz é a relação entre o

trabalho do gerador e a duração do seu

funcionamento.

c) A força contraeletromotriz e a relação

entre o trabalho útil e a corrente elétrica que

atravessa o receptor.

d) A resistência interna de um gerador

elétrico ideal é nula.

e) Em um receptor elétrico ideal, a diferença

de potencial é sempre diferente da força

contraeletromotriz.

4. (UFSC) 09) No circuito abaixo

representado, temos duas baterias de forças

eletromotrizes E1= 9,0V e E2= 3,0V cujas

resistências internas valem r1 = r2 = 1,0 .

São conhecidos, também, os valores das

resistências R1 = R2 = 4,0Ω e R3 = 2,0Ω .

V1, V2 e V3 são voltímetros e A é um

amperímetro, todos ideais.

Assinale a(s) proposição(ões) correta(s):

01. A bateria E1 está funcionando como um

gerador de força eletromotriz e a bateria E2

como um receptor, ou gerador de força

contra eletro-motriz.

02. A leitura no amperímetro é igual a 1,0 A.

04. A leitura no voltímetro V2 é igual a 2,0

V.


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V.

16. Em 1,0 h, a bateria de força eletromotriz

E2 consome 4,0 Wh de energia.


V.

64. A potência dissipada por efeito Joule, no

gerador, é igual 1,5 W.

5. A curva característica de um motor é

representada abaixo. Calcule a f.c.e.m , a

resistência interna e determine, em

quilowatts-hora (kwh), a energia elétrica que

o motor consome em 10 horas para o motor

funcionando nas condições do ponto P

a) 100V, 100Ω , e 1,0kW

b) 100V, 200 Ω , e 1,0kWh

c) 200V, 100 Ω , e 1,5kWh

d) 200V, 200 Ω, e 1,5kWh

e) 400V, 300 Ω , e 2,5kWh

Nossas anotações:


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“O sucesso é 99% trabalho ardo e 1% de

genialidade”


3º Ano Física

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