Lista de exercícios – Eletricidade
Eletrodinâmica básica (Prof. Elieuza)
1) Defina carga elétrica.
Carga elétrica é uma propriedade que algumas partículas apresentam: os prótons (carga positiva) e os elétrons (carga negativa).
2) Quais os tipos de carga elétrica? Como elas interagem?
Há apenas dois tipos de cargas elétricas: positivas e negativas. Sua interação se dá por meio de forças atrativas (quando as cargas têm sinal diferente) e repulsivas (quando ascargas têm mesmo sinal).
3) Defina corrente elétrica?
É o nome dado ao movimento ordenado dos portadores de carga elétrica (elétrons) numdado meio (condutor). Sua intensidade é uma grandeza medida em ampères (A).
4) O que faz com que elétrons em movimento caótico num fio condutor passem a se movimentar de maneira ordenada?
A ação de um campo elétrico definido ou, de outra forma, uma diferença de potencial entre dois pontos.
5) O que são condutores? E isolantes ou dielétricos?
Condutores: materiais que apresentam facilidade em conduzir eletricidade devido à presença de portadores de carga livres (elétrons) em sua estrutura atômica. Ex.: metais. Isolantes ou dielétricos: materiais que são maus condutores por não possuírem portadores de cargas livres. Exemplo: madeira.
6) O ar é condutor ou dielétrico? Ele pode conduzir eletricidade? Explique.
O ar é um dielétrico. Sim, pode conduzir eletricidade desde que submetido a tensões elevadas como no caso de um relâmpago numa tempestade. A rigidez dielétrica do ar é de cerca de 10.000 V por cm.
7) Defina a unidade ampère (A).
Ampère é a unidade que usamos para medir intensidade de corrente elétrica. Equivale a 1 coulomb de carga fluindo por segundo através da secção reta de um condutor. 1A = 1C/s.
8) Numa bateria de celular aparece a indicação 800mAh. Que grandeza física está sendo representada nessa indicação. Qual seu valor em unidade do SI?
A indicação refere-se à carga máxima da bateria, no SI medimos carga em coulombs.Portanto:
800 m A h = 800 (10-3) (C/s) (3600s) = 800 x 3,6 C = 2.880C
8) Por um fio condutor passam 30C de carga em 2 minutos. Que intensidade de corrente elétrica média isso representa?
Se passam 30C em 2 minutos e 1 A = 1 C/s temos que passam 30 C em 120 segundos.Por uma regra de três obtemos que passam 0,25 C a cada segundo ou 0,25 A.
10)Quantos elétrons atravessam uma secção transversal reta de um fio condutor que é percorrido por 500 mA? Considere a carga de um elétron igual a 1,6 x 10-19C.
Devemos lembrar que 500 mA = 0,5 A ou 0,5 C/s. Dessa forma precisamos descobrir quantos elétrons juntos são necessários para obtermos 0,5 C de carga. Por uma regra de três temos: 1 elétron - 1,6 x 10-19C
x elétrons - 0,5 C
x = (0,5) / (1,6 x 10-19) ou x = 0,31 x 1019 elétrons
A quantidade de elétrons por segundo é portando de aproximadamente 3,1 x 1018.
11) O que é resistência elétrica?
É uma grandeza física que traduz uma propriedade que os corpos têm, de oferecer maior ou menor dificuldade à passagem da corrente elétrica. A resistência de um corpo depende do material do qual ele é constituído bem como de suas dimensões.
12) O que é o efeito joule? Cite um exemplo em que esse efeito é útil e outro em que é indesejado.
É o nome dado à transformação de energia elétrica em energia térmica devido à passagem de corrente elétrica através de um corpo. É útil, por exemplo, na construção de chuveiros ou aquecedores elétricos. É indesejado no processo de transmissão de energia elétrica através de cabos por causa das “perdas” que provoca.
13) Como uma lâmpada incandescente produz luz?
Por efeito joule o filamento é aquecido até uma temperatura na qual passa a brilhar produzindo luz.
14) Qual o efeito fisiológico da corrente elétrica no corpo humano? Há alguma aplicação médica desse efeito?
O choque que é a contração involuntária dos músculos causados pela passagem de corrente elétrica. Há aplicações médicas como por exemplo em tratamentos fisioterápicos e em ressuscitação cardíaca (desfibrilação) com o uso do desfibrilador.
15) É confiável fazer a leitura de uma bússola com a finalidade de orientação quando estamos próximos de aparelhos elétricos? Explique.
Não porque correntes elétricas criam campos magnéticos próprios que interferem no campo magnético terrestre daquele local (que é fraco). Isso fará com que a bússola se alinhe a esse campo magnético modificado e nos forneça uma leitura não confiável.
16) Qual o significado da indicação 127V – 60W rotulados numa lâmpada incandescente?
127 V – indicação a tensão nominal na qual a lâmpada deve ser ligada;
60W – indica a potência da lâmpada, que é a quantidade de energia (em joules por segundo) que a lâmpada transforma quando funcionando na tensão nominal correta.
17) Considere 3 lâmpadas incandescentes de 127V e potências 40W, 60W e 100W, respectivamente. Quando tais lâmpadas são associadas em série a uma tensão total de 127V como se dá o brilho de cada uma? E como se comportam as outras se uma delas queimar?
Apresentam brilhos diferentes sendo que a de menor potência brilhará mais e a de maior potência brilhará menos. Se uma delas queimar as demais irão parar de funcionar porque deixarão de ser percorridas por corrente elétrica. Nesse caso e tipo de associação a intensidade de corrente é a mesma em todas as lâmpadas mas a tensão é diferente.
18) Considere as mesmas 3 lâmpadas do problema anterior. Quando tais lâmpadas são associadas em paralelo a uma tensão de 127V como se dá o brilho de cada uma? E como se comportam as outras se uma delas queimar?
Apresentam brilhos diferentes sendo que a de maior potência brilhará mais e a de menor potência brilhará menos. Se uma delas queimar as demais irão continuar funcionando porque continuam sendo percorridas por corrente elétrica. Nesse caso e tipo de
associação a intensidade de corrente é diferente em todas as lâmpadas mas a tensão é a mesma.
19) Como é a associação de lâmpadas numa instalação elétrica residencial convencional?
É uma associação em paralelo pois todas as lâmpadas são submetidas à mesma tensão (127V) e a queima de uma delas não afetas as outras.
20) Qual o valor equivalente em joules do consumo de 50 kWh indicado numa fatura mensal da companhia de energia elétrica?
50 k W h = (50) (10 elevado 3) (J/s) (3600s)
50.000 x 3.600 J
180.000.000 J ou 180 MJ ou ainda 1,8 x 108 J
17) Considere 3 lâmpadas incandescentes de 127V e potências 40W, 60W e 100W,
respectivamente. Quando tais lâmpadas são associadas em série a uma tensão total de
127V como se dá o brilho de cada uma? E como se comportam as outras se uma delas
queimar?
Apresentam brilhos diferentes sendo que a de menor potência brilhará mais e a de maior
potência brilhará menos. Se uma delas queimar as demais irão parar de funcionar
porque deixarão de ser percorridas por corrente elétrica. Nesse caso e tipo de associação
a intensidade de corrente é a mesma em todas as lâmpadas mas a tensão é diferente.
18) Considere as mesmas 3 lâmpadas do problema anterior. Quando tais lâmpadas são
associadas em paralelo a uma tensão de 127V como se dá o brilho de cada uma? E
como se comportam as outras se uma delas queimar?
Apresentam brilhos diferentes sendo que a de maior potência brilhará mais e a de menor
potência brilhará menos. Se uma delas queimar as demais irão continuar funcionando
porque continuam sendo percorridas por corrente elétrica. Nesse caso e tipo de
associação a intensidade de corrente é diferente em todas as lâmpadas mas a tensão é a
mesma.
19) Como é a associação de lâmpadas numa instalação elétrica residencial convencional?
É uma associação em paralelo pois todas as lâmpadas são submetidas à mesma tensão
(127V) e a queima de uma delas não afetas as outras.
20) Qual o valor equivalente em joules do consumo de 50 kWh indicado numa fatura
mensal da companhia de energia elétrica?
50 k W h = (50) (103) (J/s) (3600s)
50.000 x 3.600 J
180.000.000 J ou 180 MJ ou ainda 1,8 x 108 J
Nenhum comentário:
Postar um comentário