Para que as lâmpadas de uma residência recebam a mesma tensão como devem ser ligadas?

Exercícios de vestibulares com resolução comentada sobre

Cálculo de correntes elétricas, tensões e potências elétricas em circuitos mistos

01-(UNESP-SP) A figura representa uma associação de três resistores, todos com a mesma resistência R.

a) Denominando UAB e UBC, respectivamente, as tensões entre A e B e B e C, quando a associação está ligada a uma bateria, determine a razão UBC/UAB

b) Sabendo que a potência dissipada no resistor colocado entre B e C é igual a 1,2W, determine a potência dissipada em cada um dos outros dois resistores.

02-(MACKENZIE-SP) No trecho de circuito a seguir, L1 e L2 são lâmpadas de valores nominais (80W,20V) e (36W,12V), respectivamente:

Determine o valor da resistência R que faz L2 ter brilho normal. Suponha L1 operando conforme as especificações.

03-(FATEC-SP) No circuito elétrico representado no esquema abaixo, a corrente no resistor de 6Ω é de 4A e no de 12Ω é de 2A.

Nessas condições, a resistência do resistor R e a tensão U aplicada entre os pontos C e D valem, respectivamente:

a) 6 Ω e 42V                    

b) 2 Ω e 36V                     

c) 12 Ω e 18V                    

d) 8 Ω e 5V                  

e) 9 Ω e 72V

04-(ITA-SP) Determine a intensidade da corrente que atravessa o resistor R2 da figura, quando a tensão entre os pontos P e Q for igual a V e as resistências R1, R2 e R3 forem iguais a R.

05-(UFMA) A figura abaixo representa um circuito elétrico formado por associação de resistores,

alimentados através de uma bateria de 12V. Determine a potência dissipada pelo resistor de 9Ω.

06-(UNICAMP-SP) Algumas residências recebem três fios da rede de energia elétrica, sendo dois fios correspondentes às fases e o terceiro ao neutro. Os equipamentos existentes nas residências são projetados para serem ligados entre uma fase e o neutro (por exemplo, uma lâmpada) ou entre duas fases (por exemplo, um chuveiro). Considere o circuito abaixo, que representa, de forma muito simplificada, uma instalação elétrica residencial.

 As fases são representadas por fontes de tensão em corrente contínua e os equipamentos, representados por resistências. Apesar de simplificado, o circuito pode dar uma idéia das conseqüências de uma eventual ruptura do fio neutro. Considere que todos os equipamentos estejam ligados ao mesmo tempo.

a) Calcule a corrente que circula pelo chuveiro.

b) Qual é o consumo de energia elétrica da residência em kWh durante quinze minutos?

c) Considerando que os equipamentos se queimam quando operam com uma potência 10% acima da nominal (indicada na figura), determine quais serão os equipamentos queimados caso o fio neutro se rompa no ponto A.

07-(UEL-PR) A corrente elétrica i1, indicada no circuito representado no esquema abaixo, vale 3,0 A.

De acordo com as outras indicações do esquema, a diferença de potencial entre os pontos X e Y, em volts, vale:

08-(Olimpíada Brasileira de Física) Uma corrente de 0,10A passa pelo resistor de 25Ω, conforme indicado na figura abaixo.

Qual é a corrente que passa pelo resistor de 80Ω?

a) 0,10 A                          

b) 0,20 A                           

c) 0,30 A                              

d) 0,40 A                              

e) 0,50 A

09-(UNESP-SP) Um circuito com 3 resistores iguais é submetido a uma diferença de potencial V entre os pontos A e C, conforme mostra a figura.

A diferença de potencial que se estabelece entre os pontos A e B é

10-(MACKENZIE-SP) No circuito a seguir, tem-se uma associação de lâmpadas idênticas, um amperímetro e um gerador elétrico, ambos considerados ideais.

 Quando a chave K está aberta, o amperímetro indica uma intensidade de corrente elétrica i. Se fecharmos a chave K, o amperímetro indicará uma intensidade de corrente elétrica

a) 0,4 i                            

b) 0,6 i                                

c) 1,2 i                              

d) 2,5 i                                  

e) 5,0 i

11-(FGV-SP) O circuito elétrico representado foi construído a partir de resistores de mesma resistência elétrica R.

Supondo o gerador E ideal, a corrente elétrica total, i, fornecida ao circuito, é

a) i = 0                      

b) i = (4E)/R                     

c) i = 4RE                       

d) i = E/(8R)                         

e) i = (2R)/E

12-(PUC-RS) Um eletricista tem uma tarefa para resolver: precisa instalar três lâmpadas, cujas especificações são 60W e 110V, em uma residência onde a tensão é 220V.

A figura a seguir representa os três esquemas considerados por ele.

Analisando os elementos da figura, é correto concluir que, no esquema

a) 1, todas as lâmpadas queimarão.         

b) 2, duas lâmpadas queimarão, e a outra terá seu brilho diminuído.         

c) 3, todas as lâmpadas terão seu brilho diminuído.         

d) 1, só uma das lâmpadas queimará, e as outras não acenderão.            

e) 2, duas lâmpadas exibirão brilho normal.

13-(PUC-SP) A figura a seguir representa um circuito elétrico no qual há

– um gerador (G) ideal, de força eletromotriz 48 V

– um resistor R2, de resistência elétrica 6Ω

– um resistor R3, de resistência elétrica 8Ω

– um resistor R4 e um resistor R1 ambos com mesmo valor de resistência.

Se a diferença de potencial entre os pontos A e B é igual a 24 V, a resistência do resistor R1 é dada, em ohms, por um número

a) menor do que 3.         

b) entre 3 e 6.         

c) entre 6 e 9.         

d) entre 9 e 12.         

e) maior do que 12.

14-(CFT-MG) A figura seguinte representa um circuito elétrico composto por uma fonte ideal e três resistores.

Quando a corrente elétrica que passa no resistor de 2Ω é de 6 A, a potência dissipada pelo resistor de 6 Ω, em watts, é igual a:

15-(ITA-SP) No circuito representado na figura, têm-se duas lâmpadas incandescentes idênticas, L1 e L2 , e três fontes idênticas, de mesma tensão V. Então, quando a chave é fechada,

a) apagam-se as duas lâmpadas.

b) o brilho da L1 aumenta e o da L2 permanece o mesmo.

c) o brilho da L2 aumenta e o da L1 permanece o mesmo.

d) o brilho das duas lâmpadas aumenta.

e) o brilho das duas lâmpadas permanece o mesmo.

16-(UNESP-SP) Um circuito contendo quatro resistores é alimentado por uma fonte de tensão, conforme figura.

Calcule o valor da resistência R, sabendo-se que o potencial eletrostático em A é igual ao potencial em B.

17-(UFC) Considere o circuito mostrado na figura a seguir.

Assinale a alternativa que contém, respectivamente, os valores da resistência R e da diferença de potencial entre os pontos a e b, sabendo que a potência dissipada no resistor de 5Ω é igual a 45W.

a) 1 Ω e 5 V.                         

b) 5 Ω e 15 V.                         

c) 10 Ω e 15 V.                    

d) 10 Ω e 30 V.              

e) 15 Ω e 45 V.

18-(UFRJ-RJ) Uma bateria ideal de força eletromotriz ε está ligada a um circuito como ilustra a figura a seguir.

Calcule a diferença de potencial VA – VB entre os pontos terminais A e B em função de ε.

19-(UFRJ-RJ) Um aluno dispõe de três lâmpadas e uma fonte de tensão para montar um circuito no qual as lâmpadas funcionem de acordo com as especificações do fabricante. As características dos elementos do circuito e os símbolos a eles atribuídos são:

– lâmpada 1: 100V, 40W e símbolo (figura 1)

– lâmpada 2: 100V, 40W e símbolo (figura 2)

– lâmpada 3: 200V, 40W e símbolo (figura 3)

– fonte de tensão: 200V, considerada ideal, e símbolo (figura 4).

Indique, por meio de um desenho, como o aluno deve montar o circuito e calcule, nesse caso, a potência total que as três lâmpadas consumirão.

20-(UERJ-RJ) Alguns animais, como o peixe elétrico, conseguem gerar corrente elétrica pela simples migração de íons de metais alcalinos através de uma membrana. O órgão elétrico desse peixe é formado por células chamadas de eletroplacas, que são similares às musculares, mas não se contraem. Essas células são discos achatados, nos quais uma das superfícies é inervada por terminações nervosas colinérgicas. Quando estimuladas, apenas a superfície inervada é despolarizada. Milhares de eletroplacas empilham-se em série formando conjuntos que, por sua vez, se dispõem em paralelo.

O esquema a seguir, representando esses conjuntos, detalha também a estrutura básica da eletroplaca e mostra os potenciais de repouso da membrana e a sua inversão na face inervada, quando o nervo é estimulado.

Admita as seguintes condições:

– cada conjunto de eletroplacas em série é formado por 5000 células e existem 5 desses conjuntos em paralelo;

– esses 5 conjuntos em paralelo podem gerar uma intensidade total de corrente elétrica igual a 0,5 A.

Nesse caso, a potência máxima, em watts, que cada conjunto pode fornecer é igual a:

21-(PUC-RJ) Montaremos um circuito elétrico como na figura.

Quatro resistores (R1 = 8,0 kΩ, R2 = 8,0 kΩ, R3 = 4,0 kΩ, R4 = 4,0 kΩ,) estão ligados por condutores sem resistência a uma bateria de V = 24 V. Os interruptores I1 e I2 podem estar abertos (A) ou fechados (F). Calcule a corrente que passa por R4 (resistor 4) para os casos em que (I1,I2) são:

a) (A,A)

b) (F,A)

22-(ITA-SP) Considere um circuito constituído por um gerador de tensão E = 122,4 V, pelo qual passa uma corrente I = 12 A, ligado a uma linha de transmissão com condutores de resistência r = 0,1Ω.

Nessa linha encontram-se um motor e uma carga de 5 lâmpadas idênticas, cada qual com resistência R = 99 Ω, ligadas em paralelo, de acordo com a figura. Determinar a potência absorvida pelo motor, PM, pelas lâmpadas, PL, e a dissipada na rede, PR.

23-(UNIFESP-SP) Em um enfeite de Natal alimentado com tensão de 110 V, há 5 lâmpadas idênticas ligadas em paralelo, todas acesas, e os fios de ligação apresentam resistência elétrica de 1,0 Ω. O circuito elétrico correspondente a esta situação está esquematizado na figura, na qual as lâmpadas estão representadas pela sua resistência equivalente Re.

Considerando que o amperímetro ideal registra uma corrente de 2,2 A, calcule:

a) O valor da resistência elétrica de cada lâmpada.

b) A energia dissipada em 30 dias pelos fios de ligação, em Wh, se as lâmpadas ficarem acesas por 5 horas diárias.

24-(UFRN-RN) Para montar um circuito elétrico, você dispõe de uma bateria de automóvel de 12 V e de quatro lâmpadas incandescentes, sendo duas do tipo L1 e duas do tipo L2, com as especificações nominais indicadas na figura abaixo

Com base no exposto, atenda às solicitações abaixo.

a) Na figura inserida no espaço destinado à resposta, está representada a montagem incompleta de um circuito.

 Complete tal montagem inserindo corretamente as quatro lâmpadas, de forma que elas fiquem acesas em suas especificações nominais.

b) Determine a corrente fornecida pela bateria após a montagem do circuito.

25-(UNESP-SP) Uma rede elétrica de 110V alimenta o circuito dado na figura, formado por um aquecedor de água A (1 100W –

110V) e quatro outros aparelhos elétricos idênticos, cujas resistências são iguais a 44Ω .

Determine:

a) a corrente no aquecedor;

b) a potência elétrica total consumida pelo circuito.

26-(UNICAMP-SP) O diagrama abaixo representa um circuito simplificado de uma torradeira elétrica que funciona com uma tensão U = 120V.

 Um conjunto de resistores RT = 20Ω é responsável pelo aquecimento das torradas e um cronômetro determina o tempo durante o qual a torradeira permanece ligada

a) Qual é a corrente que circula em cada resistor RT quando a torradeira está em funcionamento?

b) Sabendo-se que essa torradeira leva 50 segundos para preparar uma torrada, qual é a energia elétrica total consumida

no preparo dessa torrada?

c) O preparo da torrada só depende da energia elétrica total dissipada nos resistores. Se a torradeira funcionasse

com dois resistores RT de cada lado da torrada, qual seria o novo tempo de preparo da torrada?

27-(UFABC-SP) Brincando com resistores, um estudante monta o bonequinho esquematizado.

 Enquanto uma das mãos do boneco toca o pólo positivo de uma pilha de 1,5 V, os pés mantêm contato com uma placa metálica condutora onde o outro pólo da pilha está encostado. Como conseqüência, a lâmpada se acende. Se a lâmpada e os três resistores

utilizados têm resistências iguais e de valor 2,0Ω, a potência elétrica dissipada pela lâmpada em funcionamento é, em W,

28-(MACKENZIE-SP) As três lâmpadas, L1, L2 e L3, ilustradas na figura abaixo, são idênticas e apresentam as seguintes informações nominais: 0,5W – 6V. Se a diferença de potencial elétrico entre os terminais A e B for 12V, para que essas lâmpadas possam ser associadas de acordo com a figura e “operando” segundo suas especificações de fábrica, pode-se associar a elas o resistor de resistência elétrica R, igual a:

29-(UNICAMP-SP) Telas de visualização sensíveis ao toque são muito práticas e cada vez mais utilizadas em aparelhos celulares, computadores e caixas eletrônicos. Uma tecnologia frequentemente usada é a das telas resistivas, em que duas camadas condutoras transparentes são separadas por pontos isolantes que impedem o contato elétrico.

a) O contato elétrico entre as camadas é estabelecido quando o dedo exerce uma força de intensidade F sobre a tela, conforme mostra a figura abaixo.

A área de contato da ponta de um dedo é igual a A=0,25cm2. Baseado na sua experiência cotidiana estime o módulo da força exercida por um dedo em uma tela ou teclado convencional, e em seguida calcule a pressão exercida pelo dedo. Caso julgue necessário, use o peso de objetos conhecidos como guia para sua estimativa.

b) O circuito simplificado da figura no espaço de resposta ilustra como é feita a detecção da posição do toque em telas resistivas. Uma bateria oferece uma diferença de potencial U = 6V ao circuito de resistores idênticos de R=2KΩ.

Se o contato elétrico for estabelecido apenas na posição representada pela chave A, calcule a diferença de potencial entre C e D do circuito.

30-(UERJ-RJ)  Três lâmpadas, L1, L2 e L3, com as mesmas características, são ligadas a uma fonte

ideal de tensão, dispostas em três diferentes arranjos: A alternativa que indica a ordenação adequada das potências consumidas pelos arranjos é:

a) PI  > PIII > PII                        

b) PI  > PII  > PIII                        

c) PIII > PII > PI                       

d) PIII > PI  > PII

31-(FMJ-SP)

No circuito mostrado, o gerador e os fios de ligação são ideais, e os resistores R1, R2 e R3são

ôhmicos e têm a mesma resistência elétrica. Sabendo que o resistor R1 dissipa 100 W de potência, pode-se afirmar que o resistor R2 dissipa, em W, uma potência igual a

a) 10.                         b) 25.                     c) 50.                    d) 75.                      e) 100.

32-(PUC- RJ)  Em um laboratório de eletromagnetismo, uma aluna se prepara para realizar um experimento com resistores. Ela observa um arranjo montado em sua bancada como na figura abaixo. Os resistores têm resistências R = 10 kW; 2R = 20 kW; e 3R = 30 kW. Ela tem que colocar um quarto resistor de resistência 4R = 40 kW, encaixando-o em dois dos três terminais (A, B ou C).

a) Calcule a corrente e a potência dissipada no circuito quando ela escolhe A e B.

b) Indique o valor da corrente se ela escolher B e C.

c) Calcule a corrente e a potência dissipada no caso de escolher A e C.

33-(MACKENZIE-SP)  As três lâmpadas, L1, L2 e L3, ilustradas na figura a seguir, são idênticas e apresentam as seguintes informações nominais: 0,5 W – 6,0 V. Se a diferença de potencial elétri

entre os terminais A e B for 12 V, para que essas lâmpadas possam ser associadas de acordo com a figura e “operando” segundo suas especificações de fábrica, pode-se associar a elas o resistor de resistência elétrica R igual a

34-(ACAFE-SC)

Na associação de resistores (figura abaixo), R1 = 8 W, R2 = 12 W e R3 = 1,2 W, onde V = 24 V.

Considerando o enunciado e a figura, assinale a alternativa correta.

a) A intensidade de corrente no resistor R3 é de 6 A.

b) A voltagem no resistor R2 é 16 V.

c) A intensidade de corrente no resistor R1 é 2,4 A.

d) O resistor equivalente da associação vale 5 W(ohms).

35-(UFSC-SC) Nos circuitos abaixo, A e B são duas lâmpadas cujos filamentos têm resistências iguais; R é a resistência de outro dispositivo elétrico; ε é uma bateria de resistência elétrica desprezível; e I é um interruptor aberto.

Sabendo-se que o brilho das lâmpadas cresce quando a intensidade da corrente elétrica aumenta, é CORRETO afirmar que:

01. no circuito 1, a lâmpada A brilha mais do que a B.

02. no circuito 2, as lâmpadas A e B têm o mesmo brilho.

04. no circuito 3, uma das lâmpadas brilha mais do que a outra.

08. no circuito 4, a lâmpada B brilha mais do que a A.

16. no circuito 5, se o interruptor I for fechado, aumenta o brilho da lâmpada B.

36-(MACKENZIE-SP) Em uma experiência no laboratório de eletricidade, um aluno verificou, no circuito abaixo, que a intensidade de corrente no resistor de 3 Ω é 0,4 A. Sabendo que a fem do gerador é 4,5 V, esse aluno pode, corretamente, afirmar que a resistência interna desse gerador é

a) 0,5 Ω                     

b) 0,4 Ω                                  

c) 0,3 Ω                        

d) 0,2Ω                              

e) 0,1 Ω

37-(UFRN-RN)

No mundo atual, é muito difícil viver sem a eletricidade e seus benefícios. No entanto, o seu uso adequado envolve o domínio técnico associado a conceitos e princípios físicos. Neste sentido, considere um ramo de um circuito residencial montado por estudantes em uma aula prática de eletricidade, composto pelos seguintes elementos : um disjuntor (D), uma lâmpada (L), um interruptor (I), o fio neutro e o fio fase.

O circuito que está corretamente montado é o representado pela opção

38-(UNESP-SP)

Três resistores, de resistências elétricas R1, R2 e R3, um gerador G e uma lâmpada L são interligados, podendo formar diversos circuitos elétricos.

Num primeiro experimento, foi aplicada uma tensão variável V aos terminais de cada resistor e foi medida a corrente i que o percorria, em função da tensão aplicada. Os resultados das medições estão apresentados no gráfico, para os três resistores.

Considere agora os circuitos elétricos das alternativas abaixo. Em nenhum deles a lâmpada L queimou. A alternativa que representa a situação em que a lâmpada acende com maior brilho é

39-(UNICAMP-SP) Quando dois metais são colocados em contato formando uma junção, surge entre eles uma diferença de potencial elétrico que depende da temperatura da junção.

a) Uma aplicação usual desse efeito é a medição de temperatura através da leitura da diferença de potencial da junção. A vantagem desse tipo de termômetro, conhecido como termopar, é o seu baixo custo e a ampla faixa de valores de temperatura que ele pode medir. O gráfico abaixo mostra a diferença de potencial U na junção em função da temperatura para um termopar conhecido como Cromel-Alumel. Considere um balão fechado que contém um gás ideal cuja temperatura é medida por um termopar Cromel Alumel em contato térmico com o balão. Inicialmente o termopar indica que a temperatura do gás no balão é Ti = 300K . Se o balão tiver seu volume quadruplicado e a pressão do gás for reduzida por um fator 3, qual será a variação ΔU = Ufinal – Uinicial da diferença de potencial na junção do termopar?

b) Outra aplicação importante do mesmo efeito é o refrigerador Peltier. Neste caso, dois metais são montados como mostra a figura abaixo.

A corrente que flui pelo anel é responsável por transferir o calor de uma junção para a outra. Considere que um Peltier é usado para refrigerar o circuito abaixo, e que este consegue drenar 10% da potência total dissipada pelo circuito. Dados R1 = 0,3Ω_, R2 = 0,4 Ω _, R3 = 1,2 Ω , qual é a corrente ic que circula no circuito, sabendo que o Peltier drena uma quantidade de calor Q = 540J em

Δt = 40 s?

40-(UNEMAT-MT)

Na associação de resistores abaixo, o circuito é submetido a uma diferença de potencial V, entre os pontos A e B, igual a:

a) V                                     

b) V/9                                  

c) 9V/5                                     

d) 5V/9                                    

e) 9V

41-(FGV-SP)

Um barco de pesca era o mais iluminado do porto.

Em cada cabresto, o pescador distribuiu 5 lâmpadas, todas idênticas e ligadas em série, conectando os extremos dessas ligações à bateria de 12 V da embarcação, segundo a configuração esquematizada.

Quando acesas todas essas lâmpadas, uma potência de 100 W era requisitada da bateria. Supondo que o fio utilizado nas conexões tenha resistência elétrica desprezível, a corrente elétrica que atravessava uma lâmpada do circuito é, aproximadamente,

a) 2,4 A.                               

b) 2,1 A.                                    

c) 1,7 A.                         

d) 1,5 A.                                          

e) 0,4 A.

Confira o gabarito e a resolução comentada

Como estão instaladas as lâmpadas e tomadas de energia onde ligamos os eletrodomésticos em série ou em paralelo?

Em qual desses círculos as lâmpadas estão associadas em paralelo?