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Exercícios sobre circuitos elétricos
(Enem) O choque elétrico é uma sensação provocada pela passagem de corrente elétrica pelo corpo. As consequências de um choque vão desde um simples susto a morte. A circulação das cargas elétricas depende da resistência do material. Para o corpo humano, essa resistência varia de 1 000 Ω, quando a pele está molhada, até 100 000 Ω, quando a pele está seca. Uma pessoa descalça, lavando sua casa com água, molhou os pés e, acidentalmente, pisou em um fio desencapado, sofrendo uma descarga elétrica em uma tensão de 120 V.
Qual a intensidade máxima de corrente elétrica que passou pelo corpo da pessoa?
A) 1,2 mA
B) 120 mA
C) 8,3 A
D) 833 A
E) 120 kA
Alternativa B.
Calcularemos a corrente elétrica máxima que percorrerá o corpo da pessoa — considerando que a resistência elétrica será a resistência quando a pessoa está molhada — empregando a fórmula da primeira lei de Ohm:
U=R⋅i
U=Rmolhado⋅imáximo
120=1000⋅imáximo
1201000=imáximo
0,12=imáximo
120⋅10−3=imáximo
120mA=imáximo
(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, pode-se 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
Alternativa B.
Na associação de resistores em série em um circuito elétrico, a corrente elétrica que os atravessa é a mesma, mas a tensão elétrica é diferente para cada resistor, sendo que a maior tensão elétrica será no resistor de maior resistência elétrica.
(Mackenzie)
No circuito acima, o gerador e o receptor são ideais e as correntes têm os sentidos indicados. Se a intensidade da corrente i1 é 5A, então o valor da resistência do resistor R é:
A) 8Ω
B) 5Ω
C) 4Ω
D) 6Ω
E) 3Ω
Alternativa B.
Supondo o sentido das correntes elétricas e das malhas como horário nesse circuito elétrico, começando da tensão elétrica de 14 V na malha 2, à direita, calcularemos a corrente elétrica i2 empregando a lei das malhas de Kirchhoff:
14+2i2−4i1=0
14+2i2−4⋅5=0
14+2i2−20=0
2i2−6=0
2i2=6
i2=62
i2=3A
Em seguida, calcularemos a corrente elétrica total empregando a lei dos nós:
i=i1+i2
i=5+3
i=8A
Por fim, começando da resistência elétrica de 4Ω na malha 1, à esquerda, calcularemos a resistência elétrica R empregando a lei das malhas de Kirchhoff:
+4i1+Ri−60=0
+4⋅5+Ri−60=0
20+Ri−60=0
Ri−40=0
R⋅i=40
R⋅8=40
R=408
R=5Ω
(PUC) Três resistores idênticos de R=30 Ω estão ligados em paralelo com uma bateria de 12 V. Pode-se afirmar que a resistência equivalente do circuito é:
A) Req=10 Ω, e a corrente é de 1,2 A.
B) Req=20 Ω, e a corrente é de 0,6 A.
C) Req=30 Ω, e a corrente é de 0,4 A.
D) Req=40 Ω, e a corrente é de 0,3 A.
E) Req=60 Ω, e a corrente é de 0,2 A.
Alternativa A.
Primeiramente, calcularemos a resistência equivalente dos resistores associados em paralelo no circuito elétrico empregando a sua fórmula:
Req=Rn
Req=303
Req=10Ω
Por fim, calcularemos a corrente elétrica empregando a fórmula da primeira lei de Ohm:
U=R⋅i
12=10⋅i
i=1210
i=1,2A
Qual a potência elétrica de um equipamento que gasta mensalmente 3000 Wh quando ele é ligado todos os dias por 0,5 hora?
A) 50 W
B) 100 W
C) 150 W
D) 200 W
E) 250 W
Alternativa D.
Primeiramente, calcularemos o tempo que o equipamento fica ligado:
0,5h⋅30dias=15h
Por fim, calcularemos a potência elétrica do equipamento empregando a sua fórmula:
P=EΔt
P=300015
P=200W
Das alternativas abaixo, qual não é um elemento que pode ser instalado nos circuitos elétricos?
I. Resistores.
II. Disjuntores.
III. Vidro.
IV. Geradores.
V. Capacitores.
A) Alternativa I.
B) Alternativa II.
C) Alternativa III.
D) Alternativa IV.
E) Alternativa V.
Alternativa C.
O vidro é um material isolante que atrapalha a passagem de corrente elétrica no circuito elétrico, portanto não deve ser instalado nos circuitos elétricos.
Calcule a capacitância equivalente em um circuito elétrico composto de três capacitores de capacitância 4,5 mF, sabendo que todos estão conectados em paralelo.
A) 11,5 mF
B) 12,0 mF
C) 12,5 mF
D) 13,0 mF
E) 13,5 mF
Alternativa E.
Calcularemos a capacitância equivalente na associação em paralelo por meio da soma de todas as capacitâncias:
Ceq = C1 + C2 + C3
Ceq = 4,5 + 4,5 + 4,5
Ceq = 13,5 mF
Calcule a resistência equivalente em um circuito elétrico composto de quatro resistores, com três deles de resistência elétrica igual a 1,75 Ω associados em série e um deles de resistência elétrica igual a 3 Ω associado em paralelo com os outros.
Dica: Calcule primeiro a resistência equivalente na associação em série e depois na associação em paralelo.
A) 1,9 Ω
B) 2,5 Ω
C) 3,0 Ω
D) 4,6 Ω
E) 7,8 Ω
Alternativa A.
Primeiramente, calcularemos a resistência elétrica equivalente entre os resistores associados em série empregando a sua fórmula:
R123 = R1 + R2 + R3
R123 = 1,75 + 1,75 + 1,75
R123 = 5,25 Ω
Por fim, calcularemos a resistência elétrica equivalente dos resistores associados em paralelo empregando sua fórmula:
Req=R123⋅R4R123+R4
Req=5,25⋅35,25+3
Req=15,758,25
Req≅1,9Ω
Com base em seus conhecimentos a respeito dos circuitos elétricos, responda: quais alternativas abaixo são tipos de circuitos elétricos?
I. Circuito elétrico simples.
II. Circuito elétrico complexo.
III. Circuito elétrico fechado.
IV. Circuito elétrico aberto.
V. Circuito elétrico com associação de elementos em série.
A) Alternativas I e II.
B) Alternativas II e III.
C) Alternativas III e IV.
D) Alternativas IV e V.
E) Todas as alternativas.
Alternativa E.
Existem diversos tipos de circuitos elétricos, como os circuitos elétricos simples e os circuitos elétricos complexos, que se diferenciam pelo número de correntes elétricas que os atravessam; os circuitos elétricos abertos ou os circuitos elétricos fechados, que se diferem pela chave estar aberta ou não; os circuitos elétricos com associação de elementos em série, paralelo ou misto.
Em um circuito elétrico, temos um gerador elétrico com resistência elétrica interna de 1,5 Ω que é percorrido por uma corrente elétrica de 6 A quando conectado a uma tensão elétrica de 111 V. Com base nessas informações, calcule a força eletromotriz (f.e.m.) desse gerador elétrico.
A) 90 V
B) 100 V
C) 110 V
D) 120 V
E) 130 V
Alternativa D.
Calcularemos a força eletromotriz desse gerador elétrico empregando a equação do gerador elétrico:
U=ε−r⋅i
111=ε−1,5⋅6
111=ε−9
ε=111+9
ε=120V
Calcule a tensão elétrica em um resistor de resistência elétrica 10 Ω que é percorrido por uma corrente elétrica 5,5 A.
A) 45 V
B) 50 V
C) 55 V
D) 60 V
E) 65 V
Alternativa C.
Calcularemos a tensão elétrica nesse circuito elétrico por meio da primeira lei de Ohm:
U=R⋅i
U=10⋅5,5
U=55V
Quais das alternativas apresentam as unidades de medidas correspondentes às grandezas físicas estudadas nos circuitos elétricos?
I. A tensão elétrica é medida em Volt quadrado.
II. A potência elétrica é medida em Watt.
III. A corrente elétrica é medida em Watt.
IV. A resistência elétrica é medida em Ohm.
A) Alternativas I e II.
B) Alternativas III e IV.
C) Alternativas I e V.
D) Alternativas II e III.
E) Alternativas II e IV.
Alternativa E.
I. A tensão elétrica é medida em Volt quadrado. (incorreta)
A tensão elétrica é medida em Volt.
II. A potência elétrica é medida em Watt. (correta)
III. A corrente elétrica é medida em Watt. (incorreta)
A corrente elétrica é medida em Ampère.
IV. A resistência elétrica é medida em Ohm. (correta)
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