Exercícios sobre eletrodinâmica

Alternativa D.

Primeiramente, calcularemos a potência elétrica produzida pelo peixe, através da fórmula que a relaciona à corrente elétrica e à tensão elétrica:

$P=U\cdot i$

$P=600\cdot2$

$P=1200\ W$

De acordo com a tabela, o equipamento elétrico que tem a potência elétrica mais próxima da potência elétrica do peixe é a churrasqueira elétrica.

Alternativa B.

Primeiramente, convertemos o tempo de minutos para segundos:

$1min{=60\ s}$

Por fim, calculamos a corrente elétrica através da fórmula que a relaciona à carga elétrica e ao tempo:

$i=\frac{Q}{t}$

$i=\frac{12}{60}$

$i=0,2\ A$

Alternativa A.

Para escrevermos a expressão algébrica adotaremos o sentido da corrente elétrica e da malha como no sentido horário. Então, iniciando do resistor de 4 Ω, obtemos:

$+4i-7,5+2i+4i+2,5=0$

$+10i-5=0$

$10i=5$

$i=\frac{5}{10}$

$i=0,5\ A$

A diferença de potencial elétrico no resitor é de 2,0 Ω, então calcularemos a partir da 1ª lei de Ohm:

$U=R\cdot i$

$U=2\cdot0,5$

$U=1\ V$

Já a potência elétrica dissipada nesse resistor será calculada através da sua fórmula:

$P=R\cdot i^2$

$P=2\cdot{0,5}^2$

$P=0,5\ W$

Alternativa C.

Calcularmos a força contraeletromotriz e a resistência elétrica interna desse receptor elétrico através de um sistema de equações, utilizando para isso a equação dos receptores elétricos:

$\begin{cases} 22=ε'+r'∙2\\ 25=ε'+r'∙5 \end{cases}$

Primeiramente, isolaremos a resistência elétrica interna na primeira equação:

$r^\prime=\frac{22-\varepsilon\prime}{2}$

Depois, substituiremos essa expressão na segunda equação:

$25=\varepsilon\prime+\left(\frac{22-\varepsilon\prime}{2}\right)\cdot5$

$25=\varepsilon\prime+\frac{110-5\varepsilon\prime}{2}$

Multiplicando tudo por dois, encontraremos a força contraeletromotriz:

$50=2\varepsilon\prime+110-5\varepsilon\prime$

$50-110=2\varepsilon\prime-5\varepsilon\prime$

$-60=-3\varepsilon\prime$

$60=3\varepsilon\prime$

$\varepsilon^\prime=\frac{60}{3}$

$\varepsilon^\prime=20\ V$

Por fim, substituindo na equação em que isolamos, encontraremos a resistência elétrica interna:

$^\prime=\frac{22-\varepsilon\prime}{2}$

$r^\prime=\frac{22-20}{2}$

$r^\prime=\frac{2}{2}$

$r^\prime=1\ \Omega$

Alternativa E.

Calcularemos a resistência elétrica do fio, através da 2ª lei de Ohm:

$R=\rho\cdot\frac{L}{A}$

$R=1,7\cdot{10}^{-6}\cdot\frac{10}{0,1}$

$R=1,7\cdot{10}^{-6}\cdot100$

$R=1,7\cdot{10}^{-6}\cdot1\cdot{10}^2$

$R=1,7\cdot{10}^{-6+2}$

$R=1,7\cdot{10}^{-4\ }\Omega\ $

Alternativa C.

Primeiramente, calcularemos a capacitância equivalente dessa associação em paralelo, através da sua fórmula:

${C_{12}=C}_1+C_2$

$C_{12}=2+\ 2$

$C_{12}=4\ mF$

Por fim, calcularemos a capacitância equivalente na associação em série, através da sua fórmula:

$C_{eq}=\frac{C_3\cdot C_{12}}{C_3+C_{12}}$

$C_{eq}=\frac{2\cdot4}{2+4}$

$C_{eq}=\frac{8}{6}$

$C_{eq}\cong1,34\ mF$

Alternativa E.

Calcularemos a força eletromotriz desse gerador elétrico, através da equação do gerador elétrico:

$U=\varepsilon-r\cdot i$

$19=\varepsilon-3\cdot7$

$19=\varepsilon-21$

$\varepsilon=19+21$

$\varepsilon=40\ V$

Alternativa E.

Calcularemos a resistência elétrica equivalente da associação de resistores em série através da soma de todas as resistências elétricas:

${R_{eq}=R}_1+R_2+R_3$

$R_{eq}=20+20+20$

$R_{eq}=60\ \Omega$

Alternativa B.

Calcularemos a tensão elétrica através da sua fórmula:

$U=R\cdot i$

$U=22\cdot5$

$U=110\ V$

Alternativa A.

Calcularemos a resistência elétrica equivalente dos resistores associados em paralelo através da sua fórmula geral:

$\frac{1}{R_{eq}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\frac{1}{R_3}$

$\frac{1}{R_{eq}}=\frac{1}{15}+\frac{1}{20}+\frac{1}{25}$

$\frac{1}{R_{eq}}=\frac{20+15+12}{300}$

$\frac{1}{R_{eq}}=\frac{47}{300}$

$R_{eq}=\frac{300}{47}$

$R_{eq}\approx6,4\ \Omega$

Alternativa C.

Calcularemos a resistência elétrica do resistor através da sua fórmula:

$R=\frac{U}{i}$

$R=\frac{220}{27,5}$

$R=8\ \Omega$

Alternativa D.

I. A resistividade elétrica é medida em $[Ω∙m]-1$. (incorreta)
A resistividade elétrica é medida em $[Ω∙m]$.

II. A resistência elétrica é medida em ohm. (correta)

III. A carga elétrica é medida em coulomb. (correta)

IV. A ddp elétrica é medida em volts por metro. (incorreta)
A ddp é medida em volts.

V. A corrente elétrica é medida em volts. (incorreta)
A corrente elétrica é medida em ampère.