Questõessobre Resistores e Potência Elétrica
De acordo com a segunda lei de Ohm, quais são as variáveis que devem ser levadas em consideração para calcular a
resistência elétrica de um condutor e para compará-lo com outro condutor?
A figura que se segue mostra um circuito onde R = . O
trabalho realizado pelo campo elétrico para mover uma carga
elétrica, dentro do circuito, do ponto A até o ponto B em 0,6s será de
Um chuveiro elétrico que funciona em 220 V possui uma chave
que comuta entre as posições “verão” e “inverno”. Na posição
“verão”, a sua resistência elétrica tem o valor 22 Ω, enquanto
na posição “inverno” é 11 Ω. Considerando que na posição
“verão” o aumento de temperatura da água, pelo chuveiro, é
5 °C, para o mesmo fluxo de água, a variação de temperatura,
na posição “inverno”, em °C, é
Uma bateria de tensão ܸV e resistência interna Ri ܴé ligada em
série com um resistor de resistência ܴR.O esquema do circuito
está apresentado na figura. A potência dissipada pelo resistor
R é dada por
Os equipamentos podem funcionar de forma
independente, pois estão com a mesma
Na imagem, uma lâmpada, um aquecedor e um ferro de passar roupas estão conectados a uma tomada. Cada um dos dispositivos pode funcionar de forma independente. Desconectando um deles da tomada, os outros continuam funcionando, apesar do risco à rede elétrica.
O disjuntor é um dispositivo que funciona
como um interruptor automático. Ele é
utilizado para proteger instalações elétricas
contra possíveis danos causados por curtos-circuitos e sobrecargas elétricas. Numa casa,
uma torneira elétrica com potência de 5 500 W
funciona ligada numa rede de 220 V. Para
proteger o equipamento, será instalado um
disjuntor exclusivo para essa torneira, cuja
margem de segurança é de 20%.
A intensidade máxima da corrente elétrica, em
ampère, suportada por esse disjuntor é
O disjuntor é um dispositivo que funciona como um interruptor automático. Ele é utilizado para proteger instalações elétricas contra possíveis danos causados por curtos-circuitos e sobrecargas elétricas. Numa casa, uma torneira elétrica com potência de 5 500 W funciona ligada numa rede de 220 V. Para proteger o equipamento, será instalado um disjuntor exclusivo para essa torneira, cuja margem de segurança é de 20%.
A intensidade máxima da corrente elétrica, em ampère, suportada por esse disjuntor é
De acordo com os dados constantes na etiqueta de especificação apresentada, durante
o funcionamento do forno de micro-ondas, a intensidade de corrente que circula nesse
aparelho é capaz de produzir, num resistor ôhmico de 100Ω, uma diferença de potencial,
em volts, aproximadamente igual a
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Quatro resistores idênticos, de resistência R, estão ligados a uma bateria de 12 V. Pela bateria, flui uma
corrente I = 12 mA. A resistência R de cada resistor, em kΩ, é
Em um circuito elétrico, três resistores idênticos de resistência R são instalados em paralelo e ligados a uma bateria (V) tal que a corrente passando pela bateria é I0
.
Se os resistores forem ligados em série ao invés de em
paralelo, a nova corrente passando pela bateria será:
Para fazer seu chimarrão, uma pessoa esquenta 1 litro de
água à temperatura inicial de 25°C utilizando um aquecedor elétrico. A água alcança a temperatura ideal de 85°C
após 6 minutos.
Qual é a potência desse aquecedor, em Watts? Despreze
perdas de calor ao ambiente.
Dados
Densidade da água: 1,0 g/ml
Calor específi co da água: 1,0 cal/g°C ≈ 4,2 J/g°C
Capacitores são componentes eletrônicos que têm por função básica armazenar cargas
elétricas e, consequentemente, energia potencial elétrica. Em circuitos elétricos compostos
apenas por capacitores, eles podem ser associados em série, em paralelo ou de forma mista.
Em relação às características desses tipos de associação, quando associados em série,
A imagem ao lado ilustra a associação de resistores em um
circuito misto. Considerando que todos os resistores
possuem a mesma resistência elétrica R, a resistência
equivalente da associação é igual a
Um homem entrou em uma loja de materiais elétricos para comprar uma torneira elétrica. O vendedor lhe ofereceu duas
opções de uma mesma torneira: Opção A, uma torneira elétrica 220 Volts e 5400 Watts. Opção B, uma torneira elétrica 110
Volts e 5400 Watts. Desconsiderando quaisquer perdas, qual torneira lhe proporcionará o menor consumo de eletricidade?
Qual aquecerá mais a água?
• Determine o volume de água, em litros, que deve
ser colocado em um recipiente de paredes adiabáticas, onde está instalado um fio condutor de cobre, com área de secção reta de 0,138mm2
e comprimento 32,1m, enrolado em forma de bobina, ao
qual será ligada uma fonte de tensão igual a 40V,
para que uma variação de temperatura da água
de 20K seja obtida em apenas 5 minutos. Considere que toda a energia térmica dissipada pelo fio,
após sua ligação com a fonte, será integralmente
absorvida pela água. Desconsidere qualquer tipo
de perda.
Dado:
resistividade elétrica do cobre = 1,72.10-8Ω.m
• Determine o volume de água, em litros, que deve ser colocado em um recipiente de paredes adiabáticas, onde está instalado um fio condutor de cobre, com área de secção reta de 0,138mm2 e comprimento 32,1m, enrolado em forma de bobina, ao qual será ligada uma fonte de tensão igual a 40V, para que uma variação de temperatura da água de 20K seja obtida em apenas 5 minutos. Considere que toda a energia térmica dissipada pelo fio, após sua ligação com a fonte, será integralmente absorvida pela água. Desconsidere qualquer tipo de perda.
Dado: resistividade elétrica do cobre = 1,72.10-8Ω.m
Quando necessário, adote:
• módulo da aceleração da gravidade: 10 m.s-2
• calor latente de vaporização da água: 540 cal.g-1
• calor específico da água: 1,0 cal.g-1. °C-1
• densidade da água: 1 g.cm-3
• constante universal dos gases ideais: R = 8,0 J.mol-1.K-1
• massa específica do ar: 1,225.10-3 g.cm-3
• massa específica da água do mar: 1,025 g.cm-3
• 1cal = 4,0 J
Para realizar um tratamento deve-se dar um
banho num paciente com água a 37ºC. Utiliza-se nesse procedimento um chuveiro elétrico de
resistência 22Ω, ligado a uma rede de 220V.
(Considere para efeitos de cálculo, o calor específico
da água c ≅ 4J/gºC, a densidade da mesma ρ =
1kg/litro e que toda a energia dissipada na resistência seja convertida em calor).
Sabendo-se que a temperatura ambiente é
de 27ºC, a vazão, em mililitros/s, que esse chuveiro deverá ter nessas condições, é:
Para realizar um tratamento deve-se dar um banho num paciente com água a 37ºC. Utiliza-se nesse procedimento um chuveiro elétrico de resistência 22Ω, ligado a uma rede de 220V. (Considere para efeitos de cálculo, o calor específico da água c ≅ 4J/gºC, a densidade da mesma ρ = 1kg/litro e que toda a energia dissipada na resistência seja convertida em calor).
Sabendo-se que a temperatura ambiente é
de 27ºC, a vazão, em mililitros/s, que esse chuveiro deverá ter nessas condições, é:
A figura mostra um dispositivo para controlar o brilho de uma
lâmpada, que consiste em um resistor de resistência elétrica variável (RV) associado em série com a lâmpada.
Quando a resistência do resistor RV é igual a zero, a lâmpada
funciona com suas características nominais (120 V – 60 W).
Considerando que a resistência elétrica da lâmpada é constante,
qualquer que seja a diferença de potencial aplicada em seus terminais, quando a lâmpada dissipar uma potência igual a 15 W, o
resistor RV dissipará uma potência, em watts, igual a
As instalações elétricas das residências geralmente subdividem a rede elétrica geral em redes menores para não haver sobrecarga. A potência total é dividida em redes menores com potência máxima de 1 000 W. Considere que os aparelhos indicados no quadro são distribuídos em sub-redes que agrupam apenas equipamentos ligados às tomadas e os objetos ligados apenas para a iluminação.
O número de sub-redes necessárias e o valor da potência, em watt, em cada uma das sub-redes são
As instalações elétricas das residências geralmente subdividem a rede elétrica geral em redes menores para não haver sobrecarga. A potência total é dividida em redes menores com potência máxima de 1 000 W. Considere que os aparelhos indicados no quadro são distribuídos em sub-redes que agrupam apenas equipamentos ligados às tomadas e os objetos ligados apenas para a iluminação.
O número de sub-redes necessárias e o valor da potência, em watt, em cada uma das sub-redes são