Questõesde CESMAC sobre Resistores e Potência Elétrica

No circuito elétrico mostrado a seguir, as placas do capacitor de capacitância C = 8,0 µF, onde 1 µF = 10−6 F, estão inicialmente mantidas a uma ddp de 10 V. A chave Ch é então fechada no instante t = 0. No instante t = t1, a ddp entre as placas do capacitor é de 5,0 V. Calcule a energia elétrica dissipada pelo resistor ôhmico de resistência R entre os instantes t = 0 e t = t1.

Algumas baterias de marcapassos possuem vida útil entre 5 e 6 anos. Considere um marcapasso cuja bateria totalmente carregada gera um pulso de diferença de potencial com amplitude de 3,0 volts. Após o tempo de vida útil da bateria, essa amplitude cai para 2,5 volts. Sejam i0 e iF as amplitudes dos pulsos de corrente elétrica gerados pelo marcapasso respectivamente quando a sua bateria está totalmente carregada e após o seu tempo de vida útil. Pode-se afirmar que a razão i0/iF vale:

A luz ultravioleta (UV) é germicida. Um sistema de esterilização de água à base de luz UV é constituído de uma câmara opaca com iluminação realizada por algumas lâmpadas UV. Uma dada família de germes só é eliminada da água quando exposta a, no mínimo, 5000 J de energia UV. Um fabricante deseja projetar um esterilizador que, em no máximo 1,0 min de irradiação UV, elimine da água essa família de germes. O esterilizador é constituído por N lâmpadas UV idênticas associadas em paralelo. Nessa situação, se cada lâmpada UV produz uma potência em luz UV de 33 W, em 220 V, calcule o número N mínimo de lâmpadas que são necessárias e a corrente elétrica total fornecida para alimentar o esterilizador.

Em incubadoras hospitalares, a temperatura interna é mantida constante através do aquecimento de água por resistências elétricas. Em uma dada incubadora, uma resistência elétrica é constituída de um fio de uma liga metálica com 1,0 metro de comprimento e 1,0 mm² de área de seção reta. Pela resistência, circula uma corrente de 4,0 A quando uma ddp de 2,0 V é aplicada nos seus extremos. Calcule a condutividade elétrica desta liga metálica.

Um estudante mede com um amperímetro as correntes elétricas I e I1 mostradas no circuito elétrico a seguir. Com base nestas medições, ele pode afirmar que a razão entre as resistências R1 e R2 vale

A função de um desfibrilador é tentar reverter um quadro de fibrilação do músculo cardíaco, a partir da aplicação de descargas elétricas na região do coração do paciente. Um desfibrilador é composto por um banco de capacitores que armazenam energia elétrica para a descarga. Suponha que seja necessária a liberação de 200 J de energia elétrica por um desfibrilador com capacitância de 25 µF, onde 1 µF = 10−6 F. Nesse caso, o desfibrilador deve ser alimentado por uma diferença de potencial igual a:

A técnica de eletroneuroestimulação é bastante utilizada na reabilitação muscular de pacientes. Nessa técnica, dois eletrodos metálicos são colocados sobre a pele do paciente, a certa distância um do outro. Em seguida, uma corrente elétrica circula de um eletrodo ao outro, estimulando os músculos ao longo do seu percurso. Considere a resistência elétrica entre os eletrodos igual a 300 kΩ (1 kΩ = 103 Ω) e uma corrente elétrica de 10,0 mA (1 mA = 10−3 A) circulando durante 100 µs (1 µs = 10−6 s). Calcule a energia elétrica fornecida pelo equipamento de eletroneuroestimulação nesse processo.

Dois capacitores, A e B, de placas paralelas encontram-se mostrados a seguir no circuito inicialmente aberto, com as cargas elétricas indicadas em suas placas, onde 1 µC = 10−6 C. Sabe-se que CA = 2CB, onde CA e CB denotam as capacitâncias dos capacitores A e B, respectivamente. Quando as chaves Ch são simultaneamente fechadas, os capacitores atingem um novo estado de equilíbrio eletrostático. Nesse novo estado, pode-se afirmar que o módulo da carga em cada placa do capacitor A vale

Considerando a terapia por feixe de elétrons, as informações contidas na questão anterior e a massa do elétron igual a 9,0 × 10−31 kg, calcule o trabalho realizado pela força resultante sobre um elétron do feixe, desde o instante em que ele atinge a região do tumor até o instante em que ele para.  

Um circuito elétrico possui N resistores ôhmicos idênticos, de resistência 3,00 Ω cada, associados em paralelo. Sabe-se que este circuito dissipa uma potência total igual a 12,0 W quando a corrente elétrica em cada resistor é de 0,200 A. Qual é o valor de N?

Exames de bioimpedância têm sido utilizados para estimar o percentual de massa magra de indivíduos. Essencialmente, o equipamento mede a resistência elétrica entre dois pontos do corpo humano. Em um dado exame deste tipo, os eletrodos utilizados têm uma área A = 1,5 cm2 , com a distância entre eles d = 10 cm. Sabendo que o resultado da medição foi 80 Ω e considerando que a corrente elétrica entre os eletrodos segue ao longo de um cilindro de comprimento d e área de seção transversal A, calcule a resistividade elétrica do tecido humano envolvido nesta medição. 

Duas pequenas esferas idênticas, condutoras e homogêneas possuem inicialmente cargas elétricas de 6 µC e –2 µC, onde 1 µC = 10−6 C. Quando as esferas são mantidas fixas no vácuo a certa distância uma da outra, a energia potencial eletrostática da configuração é Epi. Em seguida, utilizando uma pinça isolante, as esferas são cuidadosamente colocadas em contato. Após o equilíbrio eletrostático ser atingido, as esferas são afastadas até a mesma distância inicial. Nessa situação, a nova energia potencial eletrostática da configuração é Epf. Pode-se afirmar que a razão Epi/ Epf vale: