Eletrodinâmica 1 - Lógico Cursos Aliados

1. Aceleradores de partículas são ambientes onde partículas eletricamente carregadas são
mantidas em movimento, como as cargas elétricas em um condutor. No Laboratório Europeu
de Física de Partículas – CERN, está localizado o mais potente acelerador em operação no
mundo. Considere as seguintes informações para compreender seu funcionamento:
- os prótons são acelerados em grupos de cerca de 3000 pacotes, que constituem o feixe do
acelerador;
- esses pacotes são mantidos em movimento no interior e ao longo de um anel de cerca de 30
km de comprimento;
- cada pacote contém, aproximadamente, 1011 prótons que se deslocam com velocidades
próximas à da luz no vácuo;
- a carga do próton é igual a 1,6  1019 C e a velocidade da luz no vácuo é igual a
3  108 m  s1.
Nessas condições, o feixe do CERN equivale a uma corrente elétrica, em ampères, da ordem
de grandeza de:
a) 100
b) 102
c) 104
d) 106
2. Uma rede elétrica fornece tensão eficaz de 100 V a uma sala com três lâmpadas, L1, L2 e
L3 . Considere as informações da tabela a seguir:
Lâmpada
Tipo
L1
incandescente
Características
elétricas nominais
200 V  120 W
L2
incandescente
100 V  60 W
L3
fluorescente
100 V  20 W
As três lâmpadas, associadas em paralelo, permanecem acesas durante dez horas, sendo
E1, E2 e E3 as energias consumidas, respectivamente, por L1, L2 e L3 .
A relação entre essas energias pode ser expressa como:
a) E1  E2  E3
b) E1  E2  E3
c) E2  E1  E3
d) E2  E3  E1
3. Num recipiente contendo 4,0 litros de água, a uma temperatura inicial de 20 C, existe um
resistor ôhmico, imerso na água, de resistência elétrica R  1 , alimentado por um gerador
ideal de força eletromotriz E  50 V, conforme o desenho abaixo. O sistema encontra-se ao
nível do mar.
A transferência de calor para a água ocorre de forma homogênea. Considerando as perdas de
calor desprezíveis para o meio, para o recipiente e para o restante do circuito elétrico, o tempo
necessário para vaporizar 2,0 litros de água é:
Dados:
calor específico da água  4 kJ / kg C
calor latente de vaporização da água  2.230 kJ / kg
densidade da água  1kg / L
a) 4.080 s
b) 2.040 s
c) 3.200 s
d) 2.296 s
e) 1.500 s
4.
Um ferro elétrico utilizado para passar roupas está ligado a uma fonte de 110 V, e a
corrente que o atravessa é de 8 A. O calor específico da água vale 1cal (g  C), e 1 caloria
equivale a 4,18 J. A quantidade de calor gerada em 5 minutos de funcionamento desse ferro
seria capaz de elevar a temperatura de 3 quilos de água a 20 C de um valor T.
O valor aproximado, em graus Celsius, desse aumento de temperatura, T, é:
a) 168
b) 88
c) 0,3
d) 63
e) 21
5.
Uma resistência de 440 Ω utilizada por um aquecedor está conectada a uma tomada de
220 V de tensão. Sabendo que o aquecedor deve elevar a temperatura do ar de uma sala de
dimensões 2,0 m  2,0m  2,5m em 6,0C, determine por quanto tempo aproximadamente o
aquecedor deve permanecer ligado. Considere que as paredes são termicamente isolantes.
Dados: o calor específico e a densidade do ar da sala são iguais a 1,0kJ(kgK) e 1,1kg / m3 ,
respectivamente.
a) 1 min
b) 6 min
c) 10 min
d) 220 min
e) 360 min
6.
Um fio de 3 m de comprimento é composto por três pedaços de 1m, sendo dois de
alumínio e um de cobre, todos com 1mm2 de seção reta. Este fio de 3 m é utilizado para ligar
uma lâmpada incandescente. A uma temperatura de 20C, o fio de cobre tem uma resistência
elétrica menor que a do alumínio. Pode-se afirmar corretamente que enquanto a lâmpada está
ligada, a corrente elétrica:
a) aumenta ao passar pelo pedaço de cobre.
b) diminui ao passar pelo pedaço de cobre.
c) é a mesma no cobre e no alumínio.
d) é sempre decrescente ao passar sucessivamente em cada emenda do fio.
7. Com relação ao fornecimento de energia elétrica residencial, analise as proposições.
I. As lâmpadas incandescentes apresentam um brilho constante, porque a corrente elétrica
que chega às residências é contínua.
II. A potência elétrica fornecida aos eletrodomésticos residenciais pode ser medida em
quilowatt-hora.
III. Devem ser instalados transformadores nos postes das ruas, para converter a tensão da
rede elétrica externa em um valor compatível com a tensão adequada para o uso residencial.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.
b) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.
c) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras.
d) Somente a afirmativa III é verdadeira.
e) Todas afirmativas são verdadeiras.
8. Dirigir um carro numa noite estrelada, bem devagar, contemplando a noite.
Um tatu... Há quanto tempo não via um... Aquela parecia ser mesmo uma noite especial, uma
noite...
O celular tocou.
“Alô ”
“Bem, onde você está?”
VILELA, 2013, p.26
O celular sempre nos encontra. Esteja onde estiver, o celular o encontrará, e o tirará de
reflexões que...
Num carregador de celular, podem ser lidas as seguintes informações:
Tensão de entrada: 100 a 240 V — 0,15A.
Tensão de saída: 4,75 V — 0,55 A.
A tensão de entrada pode variar de 100 a 240 V. Quando em sua casa, Vilela liga seu celular
para carregá-lo em 127 V.
Com base nessas informações, assinale a afirmação que corresponde à realidade:
a) Ao receber a chamada descrita no texto acima, o celular estava submetido a uma tensão
próxima de 127 V.
b) Ao ligar o carregador de celular, em casa, haveria uma transformação de tensão de 127 V
para 4,75 V, que é a tensão nos terminais da bateria do celular.
c) A potência elétrica de entrada (consumo da rede elétrica) do aparelho é de 127 V.
d) O celular recebe da rede elétrica uma corrente contínua, mas, sem estar ligado à rede,
funciona com corrente alternada, quando a pessoa recebe a ligação, como foi o caso da
personagem no trecho acima.
9. Para fazer o aquecimento de uma sala durante o inverno, uma família utiliza um aquecedor
elétrico ligado à rede de 120 V. A resistência elétrica de operação apresentada por esse
aquecedor é de 14,4 Ω. Se essa família utilizar o aquecedor diariamente, por três horas, qual
será o custo mensal cobrado pela companhia de energia se a tarifa for de R$ 0,25 por kW  h?
Considere o mês de 30 dias.
a) R$ 15,00.
b) R$ 22,50.
c) R$ 18,30.
d) R$ 52,40.
e) R$ 62,80.
10. Considere uma bateria ideal de 12 V, na qual é ligada uma lâmpada. Logo após ser
ligada, a lâmpada atinge um brilho que não varia ao longo do tempo. Nesse estado, a corrente
elétrica que percorre a lâmpada é igual a 0,5 A. Desprezando efeitos de dissipação nos fios
condutores, determine, respectivamente, a resistência elétrica da lâmpada e a potência
dissipada por ela.
a) 32 Ohms e 12 Watts.
b) 12 Ohms e 12 Watts.
c) 24 Ohms e 6 Watts.
d) 24 Ohms e 12 Watts.
e) 32 Ohms e 24 Watts.
11. Quando as fontes de tensão contínua que alimentam os aparelhos elétricos e eletrônicos
são desligadas, elas levam normalmente certo tempo para atingir a tensão de U  0 V. Um
estudante interessado em estudar tal fenômeno usa um amperímetro e um relógio para
acompanhar o decréscimo da corrente que circula pelo circuito a seguir em função do tempo,
após a fonte ser desligada em t  0 s. Usando os valores de corrente e tempo medidos pelo
estudante, pode-se dizer que a diferença de potencial sobre o resistor R  0,5 kΩ para
t  400 ms é igual a:
a) 6 V.
b) 12 V.
c) 20 V.
d) 40 V.
12. O poraquê é um peixe elétrico que vive nas águas amazônicas. Ele é capaz de produzir
descargas elétricas elevadas pela ação de células musculares chamadas eletrócitos. Cada
eletrócito pode gerar uma diferença de potencial de cerca de 0,14 V. Um poraquê adulto
possui milhares dessas células dispostas em série que podem, por exemplo, ativar-se quando
o peixe se encontra em perigo ou deseja atacar uma presa.
A corrente elétrica que atravessa o corpo de um ser humano pode causar diferentes danos
biológicos, dependendo de sua intensidade e da região que ela atinge. A tabela indica alguns
desses danos em função da intensidade da corrente elétrica.
intensidade de corrente elétrica
Até 10 mA
dano biológico
apenas formigamento
De 10 mA até 20 mA
contrações musculares
De 20 mA até 100 mA
convulsões e parada respiratória
De 100 mA até 3 A
fibrilação ventricular
acima de 3 A
parada cardíaca e queimaduras graves
Considere um poraquê que, com cerca de 8000 eletrócitos, produza uma descarga elétrica
sobre o corpo de uma pessoa. Sabendo que a resistência elétrica da região atingida pela
descarga é de 6000 Ω, de acordo com a tabela, após o choque essa pessoa sofreria:
a) parada respiratória.
b) apenas formigamento.
c) contrações musculares.
d) fibrilação ventricular.
e) parada cardíaca.
13. O gráfico abaixo representa o comportamento da resistência de um fio condutor em
função da temperatura em kelvin.
O fato do valor da resistência ficar desprezível abaixo de certa temperatura caracteriza o
fenômeno da supercondutividade. Pretende-se usar o fio na construção de uma linha de
transmissão de energia elétrica em corrente contínua. À temperatura ambiente de 300 K a
linha seria percorrida por uma corrente de 1000 A, com certa perda de energia na linha.
Se a temperatura do fio fosse rebaixada para 100 K, qual seria o valor da corrente na linha,
com a mesma perda de energia?
a) 500 A.
b) 1000 A.
c) 4000 A.
d) 3000 A.
14. No circuito esquematizado abaixo R1 e R2 são resistores com a mesma resistividade p.
R1 tem comprimento 2L e seção transversal A, e R2 tem comprimento L e seção transversal
2A.
Nessa situação, a corrente elétrica que percorre o circuito é:
a) 2AV / (5pL).
b) 2AV / (3pL).
c) AV / (pL).
d) 3AV / (2pL).
e) 5AV / (2pL).
15.
Um circuito é formado por fios condutores perfeitos; duas baterias de V  1,20 V; e duas
resistências de R  2,00 kΩ, como na figura. Calcule a potência total dissipada pelas
resistências em mW.
a)
b)
c)
d)
e)
3,60
2,00
1,44
1,20
0,72
16. A figura 1 apresentada a seguir representa a potência elétrica dissipada pelo filamento de
tungstênio de uma lâmpada incandescente em função da sua resistência elétrica. Já a figura 2
apresenta a temperatura de operação do filamento em função de sua resistência elétrica. Se
uma lâmpada em funcionamento dissipa 150 W de potência elétrica, a temperatura do
filamento da lâmpada é mais próxima de:
a) 325 C.
b) 1.250 C.
c) 3.000 C.
d) 3.750 C.
17.
O poder calorífico da gasolina é 34,86kJ / L. Isso equivale a dizer que 1L desse
combustível tem armazenados 34,86kJ de energia no caso de sua utilização em uma
combustão perfeita. Suponha que 1L de gasolina pudesse ser utilizado com 100% de
eficiência para produção de calor. Isso seria suficiente para manter por 3486s um aquecedor
de que potência, em W ?
a) 1.
b) 10.
c) 100.
d) 1000.
18. Se pensarmos que a energia se transforma de um tipo em outro, podemos comparar a
que usamos durante o dia, para nos mantermos vivos, à que um eletrodoméstico emprega para
seu funcionamento. A potência que teremos será a relação entre o uso desta energia em
função do tempo.
Considerando um ser humano com regime diário de 2000Kcal, e que 1cal é equivalente a
4,18J, a “potência desenvolvida” no decorrer de um dia por uma pessoa é, aproximadamente,
igual à de:
a) um ferro de passar de 2000 W.
b) uma furadeira elétrica de 400 W.
c) uma lâmpada de 100 W.
d) um ventilador de 80 W.
19. Considere três eletrodomésticos cujas características estão apresentadas a seguir.
EQUIPAMENTO
1
110 V
EQUIPAMENTO
2
110 V
EQUIPAMENTO
3
110 V
550 W
1100 W
5A
10A
50 / 60Hz
5A
É CORRETO afirmar:
a) Os três equipamentos têm a mesma potência.
b) A corrente elétrica nos três equipamentos é a mesma.
c) Os equipamentos 1 e 3 têm a mesma potência.
d) O equipamento 2 não pode ser ligado à mesma rede elétrica que os equipamentos 1 e 3.
20. A potência gerada na usina hidroelétrica de Xingó, no rio São Francisco, em Alagoas, é
aproximadamente 3100 MW. A energia é transmitida em alta tensão de 500 kV. Se a mesma
potência fosse transmitida, pelas mesmas linhas, em tensão de 50 kV, as perdas por efeito
Joule seriam praticamente:
a) as mesmas.
b) 10 vezes menores.
c) 100 vezes menores.
d) 10 vezes maiores.
e) 100 vezes maiores.
21. A Companhia do Latão é um grupo de teatro influenciado pela obra de Bertolt Brecht cujas
peças criticam a sociedade atual. Os cenários são simples e despojados e dão margem à
imaginação da plateia, fazendo-a cúmplice dos atores e, em muitas ocasiões, parte do
espetáculo.
Na criação da atmosfera cênica na peça Ópera dos Vivos, a Companhia utilizou 8 baldes
plásticos vermelhos, cada um deles com uma lâmpada de 150 W em seu interior.
Se todas essas lâmpadas fossem mantidas acesas durante meia hora, ao longo da
apresentação, a energia utilizada por elas seria, em watt-hora:
a) 600.
b) 800.
c) 900.
d) 1.200.
e) 1.500.
22. João, assustado com o aumento do valor de sua conta de luz, resolveu fazer um estudo
sobre o consumo de energia elétrica em sua residência. Morador de um apartamento com um
quarto, uma sala, uma cozinha e um banheiro, fez uma estimativa do tempo de uso de cada
item que “consome” energia elétrica em cada cômodo da residência. Para tanto, ele elaborou a
tabela abaixo.
Cômodo
Quarto
Cozinha
Sala
Banheiro
Item
Potência (Watts)
1 Computador
1 Lâmpada fluorescente
1 Forno de Micro-ondas
1 Lâmpada fluorescente
1 TV
1 Aparelho de TV a cabo
1 Lâmpada fluorescente
1 chuveiro
1 Lâmpada fluorescente
300
20
1200
20
100
80
20
3400
20
Tempo de uso diário
(em horas)
5
5
0,25
2,5
5
5
5
0,5
2,5
Considerando os dados da tabela e que o custo de 1kWh é R$ 0, 70, quantos kWh
(quilowatt-hora) os itens do seu apartamento consomem por mês ( 30 dias) e qual é o custo
total do valor estimado de sua conta de luz?
a) 141kWh e R$ 98, 70
b) 154,8 kWh e R$ 108, 36
c) 158,67 kWh e R$ 111, 07
d) 544 kWh e R$ 380, 80
23. Uma vez que a produção de energia elétrica, em qualquer de suas modalidades, tem
impactos ambientais, inovações que levem à diminuição do consumo de energia são
necessárias. Assim, as antigas lâmpadas incandescentes vêm sendo substituídas por
alternativas energeticamente mais eficientes. Naquele tipo de lâmpada, a emissão de luz
ocorre quando a temperatura de um filamento de tungstênio é elevada a valores entre 2.700 e
3.300K. Esse aquecimento ocorre como resultado da dissipação da energia dos elétrons ao
serem transportados através do condutor. Aquecimento e emissão de radiação infravermelha
consomem cerca de 90% da energia elétrica fornecida para a lâmpada. Com base nesse
conhecimento, considere a situação representada na tira a seguir.
Por que uma lâmpada incandescente de 100 W a 110 V, como a usada pelo personagem da
tira, queima quando ligada em uma rede de 220 V ?
a) Ao dobrar a tensão, a lâmpada dissipa energia a uma taxa quatro vezes maior.
b) Ao dobrar a tensão, a lâmpada dissipa energia a uma taxa duas vezes maior.
c) Ao dobrar a corrente, a lâmpada dissipa energia a uma taxa duas vezes maior.
d) Ao dobrar a corrente, a resistência da lâmpada cai à metade.
e) Ao dobrar a corrente, a potência da lâmpada cai à metade.
24. Um chuveiro elétrico, alimentado por uma tensão eficaz de 120 V, pode funcionar em dois
modos: verão e inverno. Considere os seguintes dados da tabela:
Modos
Potência
(W)
Resistência
()
Verão
1000
RV
Inverno
2000
RI
A relação
RI
corresponde a:
RV
a) 0,5
b) 1,0
c) 1,5
d) 2,0
25. Um homem utilizava, para iluminar seu quarto, uma única lâmpada que dissipa 60 W de
potência quando submetida a uma diferença de potencial de 110 V. Preocupado com a
frequência com que “queimavam” lâmpadas nesse quarto, o homem passou a utilizar uma
lâmpada que dissipa 100 W de potência quando submetida a 220 V, e cujo filamento tem uma
resistência elétrica praticamente independente da diferença de potencial à qual é submetida.
Das situações a seguir, a única que pode ter ocorrido, após a substituição do tipo de lâmpada,
é:
a) Houve diminuição da frequência de “queima” das lâmpadas, mas a luminosidade do quarto e
o consumo de energia elétrica aumentaram.
b) Houve diminuição da frequência de “queima” das lâmpadas, bem como da luminosidade do
quarto e do consumo de energia elétrica.
c) Houve aumento da frequência de “queima” das lâmpadas, bem como da luminosidade do
quarto, mas o consumo de energia elétrica diminuiu.
d) Houve diminuição da frequência de “queima” das lâmpadas, bem como da luminosidade do
quarto, mas o consumo de energia elétrica aumentou.
26. Rogério, estudante de Economia, comenta com Gille que pretende substituir o seu fogão a
gás por um forno microondas. Ele argumenta que apesar de o funcionamento do microondas
ser muito mais caro do que o fogão a gás, a relação custo-benefício é compensadora. Atento
como sempre, Gille sabe que, ferver um litro de água em um fogão a gás custa, atualmente, R$
0,027. Com os dados indicados ele calcula que o custo para o microondas efetuar a mesma
tarefa é, aproximadamente:
a) R$ 0,032
b) R$ 0,036
c) R$ 0,043
d) R$ 0,054
27. Em um laboratório, Saulo mede os valores de resistência de duas lâmpadas, L1 e L2 .
Segundo as especificações de fábrica, L1 , quando ligada a uma diferença de potencial de 110
V, dissipa uma potência de 100 W e L2 , quando ligada a uma diferença de potencial de 220 V,
dissipa a mesma potência. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que a
resistência de L2 é igual:
a) à metade da resistência de L1.
b) a quatro vezes a resistência de L1.
c) a um quarto da resistência de L1.
d) ao dobro da resistência de L1.
28. Nas residências que dispõem de TV com controle remoto, é bastante comum deixá-la na
condição de espera, onde um pequeno “led” permanece aceso durante as 24 horas do dia.
Sabe-se que, nessas condições, a potência de um desses dispositivos fica em torno de 5,0 W.
O preço do kWh cobrado por uma concessionária de energia é R$ 0,60. Em uma residência
existem duas TV’s iguais a essa. Qual o preço a ser pago, devido ao consumo apenas desse
“led”, durante um mês de 30 dias?
a) R$ 4,32.
b) R$ 3,16.
c) R$ 0,18.
d) R$ 0,14.
e) R$ 1,16.
29. A figura, abaixo, mostra as posições Inverno, Desliga e Verão de um chuveiro elétrico
comum.
Sabe-se que, para cada uma dessas posições, a resistência elétrica utilizada no aquecimento
da água pode assumir um dos seguintes valores: alta, média e baixa. Associe as duas colunas,
relacionando a posição do chuveiro à resistência elétrica adequada.
Posição do Chuveiro:
Resistência elétrica:
1. Inverno.
( ) Alta.
2. Desliga.
( ) Média.
3. Verão.
( ) Baixa.
A sequência correta dessa associação, de cima para baixo, é:
a) 1, 2, 3.
b) 1, 3, 2.
c) 2, 3, 1.
d) 3, 2, 1.
e) 3, 1, 2.
30. Cinco sensores foram utilizados para medir a temperatura de um determinado corpo. As
curvas de calibração da resistência elétrica, em função da temperatura destes sensores, são
apresentadas no gráfico abaixo.
Analisando-se o gráfico, pode-se inferir que:
a) O sensor (2) só deve ser utilizado para temperaturas superiores a 20 K.
b) Para temperaturas entre 1 K e 3 K o sensor (5) não pode ser utilizado.
c) Quando a resistência do sensor (1) atingir o valor de cerca de 7 , o sensor (4) estará com
uma resistência um pouco superior a 2 kΩ.
d) O sensor (3) é o único a ser empregado para temperaturas na faixa de 20 K a 300 K.
e) Os sensores em questão (do 1 ao 5) são todos ôhmicos.
31. Um consumidor, residente em Goiânia, foi comprar um chuveiro, porém não verificou com
atenção a especificação nominal – apenas conferiu a tensão. Após um mês (30 dias) de uso, o
consumidor notou um aumento significativo no valor da conta de energia elétrica em relação ao
mês anterior. Após uma rápida conta, ele constatou que só o chuveiro gastou no mês R$
17,28. Considerando que o valor do kWh se manteve constante e igual a R$ 0,40 e que o
tempo de banho também foi o mesmo (igual a 12 minutos por dia), pode-se concluir, ao
analisar a tabela, que o consumidor:
TABELA DE CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA CHUVEIROS ELÉTRICOS
a) comprou o chuveiro de
de classe F ou G.
b) comprou o chuveiro de
de classe D ou E.
c) comprou o chuveiro de
de classe A ou B ou C.
d) comprou o chuveiro de
de classe D ou E.
e) comprou o chuveiro de
de classe F ou G.
classe D, porém para sua região o Inmetro indica, são os chuveiros
classe B, porém para sua região o Inmetro indica, são os chuveiros
classe F, porém para sua região o Inmetro indica, são os chuveiros
classe F, porém para sua região o Inmetro indica, são os chuveiros
classe E, porém para sua região o Inmetro indica, são os chuveiros
32. Uma das funções principais do “aterramento” elétrico é proteger os usuários de descargas
elétricas provenientes de cargas elétricas estáticas acumuladas nas carcaças de equipamentos
elétricos, viabilizando, assim, um caminho alternativo da corrente elétrica para a terra.
O esquema mostrado na figura ilustra uma rede convencional de duas fases (+ 110V e - 110V)
e um neutro na qual está ligado, de forma correta, um computador. De acordo com o exposto:
a) se o aparelho está funcionando dentro de suas especificações, ele certamente foi projetado
para funcionar em 220 V.
b) se a corrente que circula é 10 A, isso indica que a potência dissipada por ele é maior que
2200 W.
c) se a corrente que circula é 5 A, isso indica que a potência dissipada por ele é de 550 W.
d) o neutro e o “terra” tem exatamente a mesma função, por isso não podem ser percorridos
por corrente elétrica.
e) uma lâmpada com resistência nominal de 100 Ω, ligada em paralelo com o computador da
figura, seria percorrida por uma corrente elétrica maior que 2 A.
33. O sistema circulatório é de certa maneira semelhante aos circuitos elétricos. A seguir,
temos uma tabela de correspondência entre elementos do sistema circulatório e elementos do
circuito elétrico.
Faça a associação entre as duas colunas.
A associação correta é:
34. Chuveiro elétrico
Desenvolvido no Brasil, na década de 1940, o chuveiro elétrico procurou substituir nesse país a
fonte principal de calor – uma vez que redes de gás eram praticamente inexistentes nas
grandes cidades – ao contrário da energia elétrica. Com a rápida urbanização assistida no
Brasil desde então, esta solução foi sendo a principal adotada, embora convivesse com outras
formas de aquecimento da água. De concepção bastante simples, o chuveiro elétrico era
constituído de um elemento de aquecimento, chamado de "resistência" no Brasil, feito de um fio
espiralado composto de metais com alto ponto de fusão, como o níquel, o cromo ou uma liga
dos dois metais, que ao aquecer, esquenta imediatamente a água, um sistema dotado de uma
alavanca que abre/fecha a água e liga/desliga a eletricidade, além do espalhador de água,
sempre parecido com os tradicionais chuveiros.
Um estudante que morava em Natal no Rio Grande do Norte (RN) e estudava no curso Lógico,
passou em Medicina na Universidade Federal da Bahia, e teve que se mudar, e consigo levou
seu chuveiro elétrico. Seu cuidado deveria ser com a tensão elétrica da nova cidade, pois no
RN a tensão elétrica é de 220 V, e ele estava indo para uma região onde a tensão é de 110 V.
Modificações deverão ser feitas na resistência do chuveiro para que a potência elétrica dele
não sofra modificações.
Com relação à nova resistência do chuveiro e a corrente elétrica que passará através dessa
resistência, é correto afirmar que:
a) tanto a resistência original quanto a corrente elétrica quadruplicarão.
b) a resistência original será reduzida à metade e a corrente elétrica duplicará.
c) tanto a resistência original como a corrente elétrica duplicarão.
d) a corrente elétrica permanecerá a mesma, não sendo, pois necessário modificar a
resistência original.
e) a resistência original será reduzida à quarta parte e a corrente elétrica duplicará.
35. Os elétrons, em um circuito no qual há uma corrente elétrica contínua, movem-se com
velocidade muito pequena (apenas 0,1 mm/s, aproximadamente). Entretanto, quando ligamos o
interruptor do circuito, o campo elétrico que surge no condutor é estabelecido quase
instantaneamente em todo fio, pois a velocidade de propagação desse campo é praticamente
igual à da luz. Então, em um tempo muito curto, todos os elétrons livres já estão em
movimento, embora os elétrons que começaram a mover-se nas proximidades do interruptor só
alcancem o filamento depois de um tempo muito longo. Portanto, os elétrons que provocam o
aquecimento do filamento a 2500ºC são aqueles presentes no seu próprio tungstênio.
A propósito do assunto tratado no texto, pode-se inferir que:
a) O efeito joule consiste na transformação de energia térmica em energia luminosa em um
resistor percorrido por uma corrente elétrica.
b) As lâmpadas incandescentes gastam menos energia elétrica que as lâmpadas fluorescentes
pois realizam o efeito Joule para a emissão de luz.
c) Os filamentos dessas lâmpadas são geralmente feitos de tungstênio, que é um metal cujo
ponto de fusão é baixo.
d) Para um elétron percorrer um fio de 60 cm de comprimento com velocidade constante de 0,1
mm/s seria necessário um tempo de 100 minutos.
e) Em Fahrenheit, a temperatura do filamento pode chegar a 950º F.
Gabarito:
Resposta
[A]
im 
da
questão
1:
ne
n e v 3000  1011  1,6  1019  3  108
ΔQ



 0,48 A  1 A 
ΔS
Δt
ΔS
30  103
v
im  100 A.
Resposta
[C]
da
questão
2:
As lâmpadas L 2 e L3 estão ligadas corretamente, consumindo a potência nominal. Porém, L1
não está ligada de acordo com as suas especificações consumindo potência diferente da
nominal.
Calculemos essa nova potência supondo que sua resistência permaneça constante.

2002
120 
2
2
P1'
U
120
 100 

R
P



 P1' 
 30 W.

2
R
120  200 
4
 ' 100
P1 

R

A energia consumida é diretamente proporcional ao tempo de operação:  ΔE  P Δt  .
Assim, consome mais energia a lâmpada que dissipa maior potência.
P2  P1'  P3  E2  E1  E3.
Resposta
[D]
da
questão
3:
Para que seja possível aquecer o volume total (4 litros) de água de 20C até a temperatura de
100C, é necessária a seguinte quantidade de calor:
Q1  m  c  Δθ
Q1   d  V   c  Δθ


Q1  1 4   4  103  100  20 
Q1  1280 kJ
Para que seja possível evaporar 2 litros desta mesma água, é necessária a seguinte
quantidade de calor:
Q2  m  L
Q2   d  V   L

Q2  1 2  2230  103

Q2  4460 kJ
Desta forma, o calor total necessário a ser fornecido deve ser:
QT  Q1  Q2

 
QT  1280  103  4460  103
QT  5740 kJ

Para o aquecimento da água, tem-se uma resistência ligado a uma fonte de tensão conforme
enunciado. Pela 1ª lei de Ohm, temos que:
U  R i
50
1
i  50 A
i
A potência fornecida pela resistência para a água é:
P  R  i2
P  1 502
P  2500 W
ou
P  2500 J s
Ou seja, a resistência fornece a água uma energia de 2500 Joules a cada segunda. Assim, o
tempo necessário para que seja satisfeita a situação descrita é:
QT 5740  103

P
2500
t  2296 s
t
Resposta
[E]
da
questão
4:
A energia do ferro elétrico, em joules, é dada por:
E  P  Δt
onde:
P é a potência em watts
Δt é o intervalo de tempo em segundos.
Mas a potência relaciona-se com a tensão (volts) e a corrente (ampéres) dadas, com a
seguinte expressão:
P  Ui
Temos então a energia elétrica do ferro:
60 s
E  U  i  Δt  E  110 V  8 A  5 min
 E  264000J
1 min
Essa mesma energia é utilizada para aquecer 3 kg de água, com isso, temos que aplicar o
calor sensível.
Q  m  c  ΔT
Onde:
m é a massa da água em gramas;
c é o calor específico da água em cal (g  C), (transformar calorias em joules)
ΔT é a diferença de temperatura em graus Celsius
Logo,
ΔT 
Q
 ΔT 
mc
Resposta
264000 J
 ΔT  21 C
cal
4,18J
3000 g  1

 g  C 1 cal
da
questão
5:
[C]
Δθ  6 C  6 K; V  2,0  2,0  2,5  10 m3 ; d  1,1 kg  m3 ;
Dados : 
3
c  1 kJ/kg  K  10 J/kg  K.
Aplicando a equação do calor sensível associada à da potência elétrica dissipada num resistor:
Rd Vc Δθ
U2
Δt  d Vc Δθ  Δt 

R
U2
Q  m c Δθ  PΔt  d V c Δθ 
Δt 
440  1,1 10  103  6
220
2
 Δt  600 s 
600
min 
60
Δt  10 min.
Resposta
[C]
da
questão
6:
Para a análise tornar-se um pouco mais fácil, considere este conjunto de fio (os três pedaços) e
lâmpada conforme circuito abaixo:
Onde,
RA  Pedaço de fio de alumínio
RCu  Pedaço de fio de cobre
V  Fonte de alimentação
L  Lâmpada
Pela 2ª Lei de Ohm,
L
R  ρ
A
Evidenciando que RA  RCu.
Porém, como estes fios estão conectados em série, a corrente que passará por cada um dele
(e pela lâmpada) é a mesma.
Resposta
[D]
da
questão
7:
[I] INCORRETA. A corrente que chega até as residências é alternada.
[II] INCORRETA. A unidade de potência elétrica é o Watt. O quilowatt-hora é uma medida de
energia.
[III] CORRETA.
Resposta
[B]
da
questão
8:
O carregador do celular é um transformador que transforma a tensão de entrada da rede para a
tensão de saída, compatível com a da bateria do aparelho.
Resposta
[B]
da
questão
9:
A Energia Elétrica é dada por: E  P  Δt, onde:
E  energia elétrica em joules (J) no Sistema Internacional (SI), porém para o problema é
conveniente usar a unidade usual kWh;
P  potência elétrica em watts no SI. Usaremos em kW;
Δt  tempo em segundos (s) no SI. Usaremos em horas (h).
Primeiramente, calculamos a Potência Elétrica com a equação: P  U  i, em que:
U  diferença de potencial elétrico em volts (V);
i  intensidade da corrente elétrica em ampères (A).
Como não dispomos do valor da intensidade da corrente elétrica (i), usamos a 1ª Lei de Ohm
para substituí-la por uma relação entre diferença de potencial e resistência.
U
U  Ri  i 
R
Substituindo na equação da potência, temos:
P
U2
, onde R  resistência elétrica em ohms (Ω)
R
Logo, P 
120 V 2
14,4 Ω

14400 V 2
 1000 W  1 kW
14,4 Ω
A Energia Elétrica em kWh será: E  P  Δt  1 kW 
3h
 30dias  90 kWh
dia
Como o custo mensal da Energia Elétrica consumida é apenas o produto da Energia Elétrica
em kWh pelo seu valor, temos:
Custo  90kWh 
R$0,25
 R$22,50
kWh
Resposta
[C]
da
questão
10:
A resolução desta questão é aplicação de fórmula direta.
Sabendo que a tensão aplicada à lâmpada é U  12 V, e a corrente que está circulando no
circuito é i  0,5 A, pode-se aplicar a 1ª Lei de Ohm de forma a encontrar o valor da
resistência.
U  R i
U 12
R 
i 0,5
R  24 Ω
E para a potência,
P  i U
P  0,5  12
P6W
Resposta
da
questão
11:
[A]
Dado: R  0,5 kΩ  0,5  103 Ω; i  12 mA  12  103 A.
Aplicando a 1ª Lei de Ohm:
U  R i  0,5  103  12  103 
Resposta
[D]
U  6 V.
da
questão
12:
Dados: n  8.000; E  0,14 V; R  6.000 Ω.
Os eletrócitos funcionam como baterias em série. Aplicando a 1ª lei de Ohm, vem:
n E 8.000  0,14 
U  R i  nE  Ri  i 

 i  0,19 A 
R
6.000
i  190 mA.
Consultando a tabela dada, concluímos que após o choque essa pessoa sofreria fibrilação
ventricular.
Resposta
SEM RESPOSTA
da
questão
13:
Resposta
[A]
da
questão
14:
Os resistores estão associados em série, portanto a resistência equivalente é a soma das
resistências. Aplicando a segunda lei de Ohm:

ρ 2L 2 ρ L

R1 
2ρL ρ L
5ρ L
A
A

 Re q  R1  R 2 

 Re q 
.

ρ
L
A
2A
2A
R 2 
2A


V  R eq i  i 
V

5ρ L
2A
Resposta
[E]
i
2 AV
.
5ρ L
da
questão
15:
Neste circuito, um dos resistores está sujeito à zero volt, enquanto o outro resistor possui uma
diferença de potencial de 1,2 V.
Sendo assim, a potência dissipada será:
V 2 1,2 V 

 P  0,72 mW
R
2 kΩ
2
P
Resposta
[C]
da
Basta seguir a seta em cada um dos gráficos.
questão
16:
No gráfico da figura 1, para a potência de 150 W obtemos que a resistência é de 325Ω. No
gráfico da figura 2, para a resistência de 325Ω, obtemos a temperatura de 3.000C.
Resposta
[B]
da
questão
17:
Com os dados fornecidos,
τ 34,86  103

Δt
3486
P  10 W
P
Com isto, pode-se concluir que com um litro de gasolina, pode ser mantido um aquecedor de
10 Watts de potência durante 3486 segundos.
Resposta
[C]
da
questão
18:
Para resolver essa questão simples, basta transformar quilocalorias por dia (kcal/dia) para
Joules por segundo (J/s = W)
2000
kcal 1000cal 4,18 J 1 dia
1h




 96,76 W
dia 1 kcal
1 cal 24 h 3600 s
Com isso, a alternativa aproximadamente correta é [C].
Resposta
da
questão
19:
[C]
A potência do equipamento 3 é:
P3  U i  110  5  P3  550 W.
Consultando a tabela:
P1  P3  550 W.
Resposta
[E]
da
questão
20:
A potência transmitida é a mesma nos dois casos:
P1  P2  U1 i1  U2 i 2  500 i 1  50 i 2  i 2  10 i 1.
Considerando que resistência da rede de distribuição se mantenha constante, as potências
dissipadas na rede são:
P  R i 2
P
R100 i 12
1
 d1
 d2 
 Pd2  100 Pd1 .

2
Pd1
R i12
Pd2  R i 22  R 10 i1   R100 i 12


Resposta
[A]
da
ΔE  n P Δt  8  150  0,5 
Resposta
[A]
questão
21:
questão
22:
ΔE  600 Wh.
da
O consumo mensal é:
Cômodo
Quarto
Cozinha
Sala
Banheiro
Item
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Computador
Lâmpada fluorescente
Forno de Micro-ondas
Lâmpada fluorescente
TV
Aparelho de TV a cabo
Lâmpada fluorescente
chuveiro
Lâmpada fluorescente
Potência
(Watts)
300
20
1200
20
100
80
20
3400
20
Tempo de uso
diário (em horas)
5
5
0,25
2,5
5
5
5
0,5
2,5
Consumo
(Watthora)
1.500
100
300
50
500
400
100
1.700
50
Total
4.700
O consumo mensal (C) é:
C  4.700  30  141.000 W  h 
C  141 kWh.
Calculando o gasto mensal (G) :
G  141 0,70 W  h 
Resposta
[A]
G  R$ 98,70.
da
questão
23:
A energia dissipada (E) num resistor de resistência R sujeito a uma tensão U é dada pela
expressão:
E
U2
Δt. Assim, ao dobrar a tensão, a energia dissipada fica quatro vezes maior
R
Resposta
[A]
da
questão
24:
Resposta
[B]
da
questão
25:
Resposta
[A]
da
questão
26:
Resposta
[B]
da
questão
27:
Resposta
[A]
da
questão
28:
Resposta
[C]
da
questão
29:
Resposta
[C]
da
questão
30:
Resposta
[D]
da
questão
31:
Resposta
[C]
da
questão
32:
Resposta
[D]
da
questão
33:
Resposta
[E]
da
questão
34:
Resposta
[D]
da
questão
35: