Inclusão para a Vida Física C Pré-Vestibular da UFSC 1 UNIDADE 1 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 tem facilidade de movimentação. Os corpos chamados isolantes são aqueles em que os portadores de cargas tem 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 ao princípio da 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 diretamente proporcional ao produto dos valores absolutos das cargas”.Assim: 2 2 1 0 . . d Q Q K F Onde: |Q 1 | e |Q 2 | ►são valores absolutos de cargas Q 1 e Q 2 . d ► distância entre as cargas K ►constante eletrostática . 10 . 9 2 2 9 0 C m N K 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 2 2 9 / . 10 . 9 C m N k o . Tarefa Mínima 3. (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. 4. (PUC-SP) Duas esferas A e B, metálicas e idênticas, estão carregadas com cargas respectivamente iguais a 16μ C 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 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. 5. (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, e = 1,6 . 10 -19 C
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Inclusão para a Vida Física C
Pré-Vestibular da UFSC 1
UNIDADE 1
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 tem facilidade de
movimentação.
Os corpos chamados isolantes são aqueles em que
os portadores de cargas tem 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 ao princípio da 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 diretamente proporcional ao produto dos
valores absolutos das cargas”.Assim:
2
210 ..
d
QQKF
Onde:
|Q1| e |Q2| ►são valores absolutos de cargas Q1 e Q2.
d ► distância entre as cargas
K ►constante eletrostática
.
10.92
29
0C
mNK
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 229 /.10.9 CmNko .
Tarefa Mínima
3. (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.
4. (PUC-SP) Duas esferas A e B, metálicas e idênticas, estão
carregadas com cargas respectivamente iguais a 16µ C 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 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.
5. (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,
e = 1,6 . 10-19 C
Física C Inclusão para a Vida
Pré-Vestibular da UFSC 2
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.
6. (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 absorvidos pelo
corpo.
e) negativo, pois prótons da Terra são absorvidos pelo corpo.
7. (UFCE) A figura ao lado mostra as esferas metálicas, A e
B, montadas em suportes isolantes. Elas estão em contato, de
modo a formarem um único condutor descarregado. Um
bastão isolante, carregado com carga negativa, -q, é trazido
para perto da esfera A, sem tocá-la. Em seguida, com o
bastão na mesma posição, as duas esferas são separadas.
Sobre a carga final em cada uma das esferas podemos
afirmar:
------ A B
a) a carga final em cada uma das esferas é nula.
b) a carga final em cada uma das esferas é negativa.
c) a carga final em cada uma das esferas é positiva.
d) a carga final é positiva na esfera A e negativa na esfera B.
e) a carga final é negativa na esfera A e positiva na esfera B.
8. (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.
e) o módulo da força quadruplicada se ambas as cargas
forem duplicadas, mantendo-se invariável a distância
entre as cargas.
9. (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 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.
10. (FESP) Três esferas condutoras A, B e C têm mesmo
diâmetro. A esfera A está inicialmente neutra, e as outras
duas carregadas com qB = 6 mC qC = 7 mC. Com a esfera
A, toca-se primeiramente B e depois C. As cargas elétricas
de A, B e C, depois dos contatos, são respectivamente:
a) zero, zero, e 13mC. d) 6 mC, 7mC e zero.
b) 7 mC, 3 mC e 5mC. e) todas iguais a 4,3Mc
c) 5mC, 3mC e 5mC.
UNIDADE 2
CAMPO ELÉTRICO E POTENCIAL
ELÉTRICO
O CONCEITO DE CAMPO ELÉTRICO
Suponhamos que, ao ser colocado em um ponto P, uma
carga puntiforme q sofra a ação de uma força elétrica .
Dizemos então que no ponto P existe um campo elétrico ,
definido por: q
FE
Observando essa equação vemos que:
1º) se q > 0, e terão o mesmo sentido.
2º) se q < 0, e terão sentidos opostos.
Campo de uma carga puntiforme
Inclusão para a Vida Física C
Pré-Vestibular da UFSC 3
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 2
1
d
QkE
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
Essas linhas são desenhadas de tal modo que, em cada
ponto, o campo elétrico é tangente à linha.
OBS: 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
Trabalho sobre uma carga (W)
pBpAAB EEW
É possível demonstrar que o trabalho da força elétrica
atuante em uma carga q é dado por:
B
o
A
o
ABd
qQK
d
qQKW
.... 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: q
EV
pA
A . A diferença de potencial
BAAB VVV , então é: q
WV AB
AB
Isso nos demonstra que o potencial de um ponto em
um campo elétrico pode ser definido como sendo:
d
QKV o
P
.
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
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 negativas.
c) q1 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
equipotencial, é diferente de zero.
08. A diferença de potencial entre dois pontos de uma
mesma superfície equipotencial 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.
Física C Inclusão para a Vida
Pré-Vestibular da UFSC 4
Tarefa Mínima
3. (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 coulombs, é de:
a) 9 · 10-8
c) 36 · 10-8
e) 36 · 10-2
b) 20 · 10-8
d) 9 · 10-2
4. (UFPA) Com relação às linhas de força de um campo
elétrico, pode-se afirmar que são linhas imaginárias:
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.
5. (VUNESP) Na figura, o ponto P está equidistante das
cargas fixas + Q e - Q. Qual dos vetores indica a direção e o
sentido do campo elétrico em P, devido a essas cargas?
a) b) c)
d) e)
6. Um campo elétrico uniforme de módulo CNxE /1020 3
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 =6c de A
para B realiza um trabalho de 1,2x10-4
J;
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.
7. (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.
8. (UFSC) Para entender como funciona a eletroforese do
DNA, um estudante de Biologia colocou íons de diferentes
massas e cargas em um gel que está dentro de uma cuba na
qual há eletrodos em duas das extremidades opostas. Os
eletrodos podem ser considerados como grandes placas
paralelas separadas por 0,2 m. Após posicionar os íons, o
estudante aplicou entre as placas uma diferença de potencial
de 50J/C que foi posteriormente desligada. O meio onde os
íons se encontram é viscoso e a força resistiva precisa ser
considerada. Os íons se deslocam no sentido da placa
negativamente carregada para a placa positivamente
carregada e íons maiores tendem a se deslocar menos.
(Desconsidere o efeito do gel no campo elétrico). As figuras
mostram esquemas do experimento e do resultado. Observe-
as e assinale a(s) proposição(ões) correta(s):
01. Enquanto a diferença de potencial estiver aplicada, a
força elétrica que atua em um íon será constante,
independentemente de sua posição entre as placas.
02. Pelo sentido do movimento dos íons, podemos afirmar
que eles têm carga negativa.
04. Quanto maior for a carga do íon, mais intensa vai ser
a força elétrica que atua sobre ele.
08. Os íons maiores têm mais dificuldade de se locomover
pelo gel. Por este motivo podemos separar os íons
maiores dos menores.
16. Um íon, com carga de módulo 8,0 x 10-19
C, que se
deslocou 0,1 m do início ao fim do experimento, dissipou
2 x 10-17
J no meio viscoso.
9. (UFSC) Em relação a fenômenos eletrostáticos, assinale
a(s) proposição(ões) correta(s).
01. Se uma barra de vidro positivamente carregada atrair
um objeto suspenso, este objeto estará carregado
negativamente e se a mesma barra repelir um objeto
suspenso, este segundo objeto estará positivamente
carregado.
02. A carga elétrica é conservada, mas não quantizada.
04. A força elétrica que um pequeno corpo eletricamente
carregado exerce sobre outro se altera ao aproximarmos
dele outros corpos também carregados.
08. O potencial elétrico no centro de uma pequena esfera
carregada tem o mesmo valor do potencial elétrico na sua
superfície.
16. Se uma barra de vidro for eletricamente carregada por
atrito, fica com excesso de carga no local onde foi
atritada.
+ íons
gel
FINAL INÍCIO íons
–
V
gel
-
-
-
-
-
Inclusão para a Vida Física C
Pré-Vestibular da UFSC 5
UNIDADE 3
ELETRODINÂMICA
Corrente Elétrica
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 .
Há condutores que obedecem a lei de Ohm, tais
condutores são chamados ôhmicos.
Em um condutor que não é ôhmico o gráfico de U em
função de i não é retilíneo.
Resistividade- 2ª 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: A
LR onde é uma
constante denominada resistividade do material.
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
2. (PUC-RJ) Considere duas lâmpadas, A e B, idênticas a
não ser pelo fato de que o filamento de B é mais grosso que
o filamento de A. Se cada uma estiver sujeita a uma ddp de
110 volts:
a) A será a mais brilhante, pois tem a maior resistência.
b) B será a mais brilhante, pois tem a maior resistência.
c) A será a mais brilhante, pois tem a menor resistência.
d) B será a mais brilhante, pois tem a menor resistência.
e)ambas terão o mesmo brilho.
Tarefa Mínima
3. (PUC-MG) O gráfico representa a curva característica
tensão - corrente para um determinado resistor.
t
Qi
i
VR
i (A)
V
(Volt)
1 10 20
2
1
0
,
1
Física C Inclusão para a Vida
Pré-Vestibular da UFSC 6
Em relação ao resistor, é correto afirmar:
a) é ôhmico e sua resistência vale 4,5 x 102 .
b) é ôhmico e sua resistência vale 1,8 x 102 .
c) é ôhmico e sua resistência vale 2,5 x 102 .
d) não é ôhmico e sua resistência vale 0,40 .
e) não é ôhmico e sua resistência vale 0,25 .
4. (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.
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.
5. A resistência elétrica de um resistor em forma de fio vale
80 . Calcule o comprimento deste fio, sabendo que, ao se
cortar 2m do mesmo, a resistência passa a valer 60 .
6. Um fio metálico de resistência elétrica R =10 tem
comprimento l =200 cm e área de secção transversal A =
4x10 -4cm2. Determine a resistividade do material que
constitui esse fio.
7. (UFSC) O gráfico a seguir se refere a dois condutores, A
e B, de metais idênticos e mesmo comprimento.
Na situação mostrada é correto afirmar que:
01. Nenhum dos dois condutores obedece à Lei de Ohm.
02. Ambos os condutores obedecem à Lei de Ohm.
04. O condutor que possui maior área da sua seção reta
transversal é o A.
08. O condutor que possui maior área da sua seção reta
transversal é o B.
16. O condutor que possui maior resistividade é o A.
32. O condutor que possui maior resistividade é o B.
64. A resistividade de ambos os condutores é a mesma, mas
a resistência do condutor B é maior que a resistência do
condutor A.
8. Aplica-se uma ddp de 200V nas extremidades de um fio
condutor de 10m de comprimento e secção transversal de
área 2,5mm2. Sabe-se que a corrente elétrica que circula no
fio tem intensidade 10A. Calcule a resistividade do material
que constitui o fio.
9. O filamento de tungstênio de uma lâmpada tem
resistência de 20 a 20oC. Sabendo-se que sua secção
transversal mede 1,102x10-4 mm2e que a resistividade do
tungstênio a 20oC é 5,51 x 10-2 mm2/m determine o
comprimento do filamento.
10. Aplica-se uma ddp de 60V a um resistor cuja resistência
vale 20 . Determine a intensidade da corrente que
atravessa.
11. (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.
2.(UFSC) Um técnico eletricista, para obter as
características de um determinado resistor, submete o
mesmo a vários valores de diferença de potencial, obtendo
as intensidades de corrente elétrica correspondentes. Com os
valores obtidos, o técnico constrói o gráfico V X i mostrado
abaixo, concluindo que o gráfico caracteriza a maioria dos
resistores reais.
Analise o gráfico e assinale a(s) proposição(ões) correta(s).
01. A resistência desse resistor tende a aumentar com o
seu aquecimento, devido ao aumento da corrente.
02. No trecho de 0 a 600 mA, o resistor é considerado
ôhmico, pois o valor da resistência é constante.
04. No trecho de 600 mA até 800 mA, a relação i
VR não
pode ser aplicada, pois o resistor não é mais ôhmico.
Inclusão para a Vida Física C
Pré-Vestibular da UFSC 7
08. Quando passa pelo resistor uma corrente de 800 mA, a
resistência elétrica do mesmo é 5.
16. Se o técnico desejar construir um resistor de resistência
igual a 5, utilizando um fio de níquel cromo (= 1,5 x
10-6.m) com área da secção reta de 1,5 mm
2, o
comprimento deste fio deverá ter 5 m.
32. Quando a intensidade da corrente aumenta de 200
mA para 400 mA, a potência dissipada por efeito Joule no
referido resistor duplica.
UNIDADE 4
RESISTORES E POTÊNCIA 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.
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
Calculo do resistor equivalente
321
1111
RRRRE
Caso de apenas 2 resistores:
21
21.
RR
RRRE
Caso os resistores sejam iguais n
RRE
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:
t
EPot
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: 2.iRP
R
VP
2
Exercícios de Sala
1. (VUNESP) Num circuito elétrico, dois resistores, cujas
resistências são R1 e R2, com R1 > R2, estão ligados em série.
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 d) i1 > i2 e V1 < V2
b) i1 = i2 e V1 > V2 e) i1 < i2 e V1 > V2
c) 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