(Ufpel 2008)
Com base em seus conhecimentos sobre Eletricidade, assinale a alternativa correta.
a) Com três resistores de 10, 20 e 30 ligados em série e após submetidos a uma ddp de 120 V aplicada aos extremos da associação, o resistor de 10 ficará sob uma ddp de 40 V. ✘
Estes são os 3 resistores
O resistor equivalente é simplesmente a soma de todos eles (10 +20 +30 = 60)
De acordo com a 1ª lei de Ohm \( \bbox[5px, border: 2px solid #d220fa]{ R = \Large{ {U} \over {i} } }\)
R: resistência, unidade Ω (ohms)
U: diferença de potencial a qual a resistência está submetida, também conhecida como tensão, unidade V (Volt)
i: corrente elétrica, unidade A (ampère)
vamos aplicar a 1ª lei de Ohm para o resistor de 10 Ω (resistores em série são percorridos por uma corrente de mesmo sentido e intensidade, logo, o resistor em questão é atravessado pela corrente de 2 A)
b) Se uma bateria com força eletromotriz de 12 V e uma resistência interna de 1,0 ligada a um circuito elétrico estabelece uma corrente elétrica de 2,0 A, então a ddp entre os polos da bateria assume um valor de 14 V. ✘
Vamos ilustrar a situação.
Temos aí a bateria com força eletromotriz de 12 V e uma resistência interna de 1,0
Digamos que a ddp entre seus pólos é U
Ela gera uma corrente de 2 A
A ddp entre os pólos de uma bateria é U = Ɛ -Ur
U: ddp entre os pólos da bateria, também conhecida como tensão, unidade V (Volt)
Ɛ: força eletromotriz, unidade V (Volt)
Ur: ddp da resistência interna, unidade V (Volt)
c) Dois resistores de 100 e dois de 200 podem ser associados de maneira a obter uma resistência elétrica de 150 Ω. ✓
Nós podemos associá-los da seguinte maneira
Os 2 resistores de 100 estão em paralelo, a resistência equivalente de 2 resistências em paralelo é o produto pela soma, ou seja, multiplica-se as resistências e divide-se o resultado pela soma
Os 2 resistores estão em série, o resistor equivalente é simplesmente a soma deles (50 +100 = 150)
d) Se a potência dissipada em um fio de 20 cm de comprimento é de 80 W quando seus extremos estão conectados a uma bateria ideal de 12 V, então a potência dissipada por outro fio, de mesmo material e mesmo diâmetro, com 50 cm de comprimento e ligado a mesma bateria é 2,5 vezes maior. ✘
Considere que o fio tem uma resistência R.
Nós sabemos que \( \bbox[5px, border: 2px solid #d220fa]{ P = \Large{ {U^2} \over {R} } }\)
P: potência, unidade W (watts)
U: diferença de potencial a qual a resistência está submetida, também conhecida como tensão, unidade V (Volt)
R: resistência, unidade Ω (ohms)
De acordo com a 2ª lei de Ohm a resistência de um condutor é \( \bbox[5px, border: 2px solid #d220fa]{ R = p\Large{ {L} \over {A} } }\)
R: resistência, unidade Ω (ohms)
L: comprimento, unidade metros
A: área da seção transversal, unidade metros quadrados
p: constante de resistividade elétrica do material, unidade Ωm
Se nós aumentarmos o comprimento 2,5x a resistência também aumentará 2,5x
⇧ 2,5xL ⇧ 2,5xR
Agora, olhando para a equação da potência, temos que ela é inversamente proporcional a resistência, ou seja, se a resistência aumentar 2,5x a potência cai 2,5x
e) Quando uma Iâmpada de 60 W é ligada 3 horas por dia, durante 30 dias, ocorre um consumo de 5400 quilowatt. hora de energia elétrica. ✘
Nós sabemos que \( \bbox[5px, border: 2px solid #d220fa]{ P = \Large{ {E} \over {t} } }\)
P: potência, unidade W (watts)
E: energia consumida ou gerada, unidade J (joule)
t: tempo, unidade segundos
Ou seja, a potência de um aparelho, neste caso uma Iâmpada, é a energia que ele consome ou gera pelo tempo.
Reescrevendo a equação nós temos E = Pt
A Iâmpada fica ligada 3 horas por dia, durante 30 dias, totalizando 90 h.
Assim
E = 60.90
E = 5400 Wh
E = 5,4 KWh
Observação: O tempo na potência de um aparelho, \( P = \Large{ {E} \over {t} }\), é o segundo, porém para calcularmos o consumo energético é muito comum nós utilizarmos o tempo em horas, nos dando a unidade KWh.
