FÍSICA - 2 o ANO MÓDULO 17 ELETRODINÂMICA: CORRENTE ELÉTRICA, RESISTORES E LEI DE OHM

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1 FÍSICA - 2 o ANO MÓDULO 17 ELETRODINÂMICA: CORRENTE ELÉTRICA, RESISTORES E LEI DE OHM

2 A B

3 FALTA DE CARGAS NEGATIVAS EXCESSO DE CARGAS NEGATIVAS A V A + - B V B U = V A - V B

4 E A B U = V A - V B A + - B

5 ELÉTRONS - i + Q i m = t

6 Q i = t

7 C 1A = 1 s

8 i Q 0 N Q = Área t

9 ou

10 A i R B U

11 u u 2 u 1 u 0 0 i i 1 i 2 i

12 Como pode cair no enem A corrente elétrica é o fluxo ordenado de par-tículas portadoras de carga elétrica, ou também, é o deslocamento de cargas dentro de um condutor, quando existe uma diferença de potencial elétrico entre as extremidades. Tal deslocamento procura restabelecer o equilíbrio desfeito pela ação de um campo elétrico ou outros meios (reação química, atrito, luz etc.).sabese que, microscopicamente, as cargas livres estão em movimento aleatório devido à agitação térmica. Apesar desse movimento desor-denado, ao estabelecermos um campo elétrico na região das cargas, verifica-se um movimento ordenado que se apresenta superposto ao primeiro. A esse movimento ordenado dos portadores de cargas é que denominamos corrente elétrica. Nos metais existe grande quantidade de elétrons livres, em movimento desordenado. Quando se cria, de alguma maneira, um campo elétrico ( E ) no interior de um corpo metálico, esses movimentos passam a ser ordenados no sentido oposto ao do vetor campo elétrico ( E ), constituindo a corrente elétrica. (Adaptado de O fato da corrente elétrica, nos metais ter sentido oposto ao verdadeiro sentido do movimento dos portadores de cargas, pode ser compreendido se levarmos em conta: a) o fato dos elétrons serem muito menores que os prótons; b) o fato dos elétrons terem cargas opostas às cargas do próton; c) o fato de que a carga do elétron ser negativa é uma simples convecção; d) que o conceito de movimento independe do refe-rencial adotado; e) o fato de que o conceito de movimento é relativo.

13 Fixação 1) A corrente que atravessa um condutor varia, como mostra o gráfico a seguir: i(ma) t(s) a) Determine a carga elétrica que passa pelo condutor nos dois segundos do gráfico. b) O número de elétrons que atravessa o condutor. c) A intensidade de corrente média no mesmo intervalo.

14 Fixação F a b c 2) Um condutor metálico de resistência elétrica 12 Ω é submetido a uma ddp de 48 V. Considere3 a carga do elétron igual a 1, C. a) Qual o número de elétrons que atravessam o condutor em 1s? b) Se esse condutor for atravessado por uma carga de 30 C em 1s, qual a ddp a que ele está submetido?

15 ixação ) A ddp de um condutor elétrico varia em função da corrente como mostra o gráfico a seguir. U(V) i (A) ) É possível garantir que esse condutor não seja ôhmico? ) Qual o valor de sua resistência aparente para a corrente de 20 A? ) Como fica o gráfico da resistência aparente em função da corrente para esse condutor?

16 Fixação F 4) Um fio de cobre (ρ = 1, Ω.m) tem área da secção transversal igual a 12 mm 2. Qual5 deve ser o comprimento desse fio para que ele apresente resistência de 50Ω? a a b

17 ixação ) (UNICAMP) Sabe-se que a resistência elétrica de um fio cilíndrico é diretamente proporcional o seu comprimento e inversamente proporcional à área de sua secção reta. ) O que acontece com a resistência elétrica do fio, quando triplicamos o seu comprimento? ) O que acontece com a resistência elétrica do fio, quando dobramos o seu raio?

18 Proposto 1) (CESGRANRIO) A resistência elétrica R de um condutor metálico homogêneo (um fio de cobre, por exemplo) pode ser expressa, em função dos parâmetros geométricos do condutor, pela relação: L R = r A Onde: L - é o comprimento do condutor (fio); A - é a área da seção reta do condutor (fio); ρ - é um parâmetro característico do material do condutor (para uma determinada temperatura), chamado resistividade elétrica. Podemos, então, concluir que a resistividade elétrica de material pode se expressar em: a) Ωm d) Ωm 2 b) Ωm 3 e) Ωm/ C c) Ωm 3 / C

19 Proposto 2) Uma corrente de 10 A é mantida em um condutor metálico durante dois minutos. Assinale a alternativa que indica a carga elétrica que atravessa uma seção do condutor neste intervalo de tempo. a) C d) 20 C b) 120 C e) 600 C c) 200 C

20 Proposto 3) (PUC) A corrente elétrica através de um fio metálico é constituída pelo movimento de: a) cargas positivas no sentido da corrente; b) cargas positivas no sentido oposto ao da corrente; c) elétrons livres no sentido oposto ao da corrente; d) íons positivos e negativos; e) nenhuma resposta é satisfatória.

21 Proposto 4) Um ampère corresponde a: I) um coulomb por segundo; II) passagem de 6, cargas elementares por segundo através da seção transversal de um condutor (carga elementar = 1,6 x C); III) 1,6 x cargas elementares por unidade de área. Responda: a) Só a afirmação I é correta. b) Só a afirmação II é correta. c) Só a afirmação III é correta. d) Há duas afirmações corretas. e) Nenhuma afirmação é correta.

22 Proposto 5) A carga elétrica de um elétron vale 1, C. A passagem em 1s pelo filamento de uma lâmpada de 1, elétrons equivale a uma corrente elétrica, em ma, igual a: a) 1, d) 2,0. 10 b) 1, e) 2, c) 2,

23 Proposto 6) (PUC) Uma corrente elétrica de intensidade de 11,2 ma percorre um condutor metálico. A carga elementar é e = 1, C. Determine o tipo e o número de partículas carregadas que atravessam uma secção transversal desse condutor por segundo. a) Prótons; 7, partículas. b) Íons do metal; 14, partículas. c) Prótons; 7, partículas. d) Elétrons; 14, partículas e) Elétrons; 7,0. 10 partículas.

24 Proposto 7) Um condutor metálico é percorrido por uma corrente elétrica contínua e constante de intensidade 40 ma. Qual a quantidade de carga elétrica que atravessa uma secção transversal do condutor durante 10s?

25 Proposto 8) Por uma secção transversal de um condutor metálico, passam 3,0 x elétrons em cada minuto. Qual a intensidade da corrente elétrica que atravessa o condutor? A carga de um elétron é 1,6 x C.

26 Proposto 9) (IME) A intensidade da corrente elétrica que atravessa um condutor metálico varia com o tempo, como mostra o gráfico abaixo. i(ma) t(s) Sendo a carga elementar e = 1,6 x C, determine, para os 8s: a) O número de elétrons que atravessa uma seção do condutor. b) A intensidade média de corrente.

27 Proposto 10) O gráfico abaixo mostra como varia a tensão elétrica em um resistor mantido a uma temperatura constante em função da corrente elétrica que passa por esse resistor. Tensão Elétrica Corrente Elétrica Com base nas informações contidas no gráfico, é correto afirmar que: a) a corrente elétrica no resistor é diretamente proporcional à tensão elétrica; b) a resistência elétrica do resistor aumenta quando a corrente elétrica aumenta; c) a resistência do resistor tem o mesmo valor qualquer que seja a tensão elétrica; d) dobrando-se a corrente elétrica através do resistor, a potência elétrica consumida quadruplica; e) o resistor é feito de um material que obedece a Lei de Ohm.