FACULDADE PITÁGORAS - CAMPUS IPATINGA/MGCURSO: EGC/EGE/EGP/EGCA/EGM DISCIPLINA: Eletricidade PROFESSOR: Allyson J. S. Brito NATUREZA DO TRABALHO: 6ª Lista de Exercícios – Eletrodinâmica CORRENTE ELÉTRICA 1. Uma corrente elétrica passa em uma solução de cloreto de sódio. Em 1,0 s , 2,68 × 1016 íons Na + chegam ao eletrodo negativo e 3,92 × 1016 íons Cl − chegam ao eletrodo positivo. (a) Qual é a corrente elétrica que passa entre os eletrodos? (b) Qual é o sentido da corrente? RESPOSTA: [(a) i ≅ 1,1 × 10 − 2 A , (b) Sentido: Do polo positivo para o polo negativo] 2. A corrente que passa em um fio varia com o tempo de acordo com a seguinte equação: i = 55 A - (0,65 A/s 2 )t 2 . (a) Quantos coulombs passam através da seção reta do fio no intervalo de tempo entre t = 0 e t = 8,0 s ? (b) Qual é o valor da corrente constante que poderia transportar a mesma quantidade de cargas no mesmo intervalo de tempo? RESPOSTA: [(a) ∆ Q ≅ 3,3 × 10 2 C , (b) i ≅ 4,1 × 10 A ] DENSIDADE DE CORRENTE ELÉTRICA 3. Em certo feixe de elétrons existem 5,0 × 10 6 elétrons / cm 3 . Suponha que a energia cinética de cada elétron seja de 10 keV e que o feixe seja cilíndrico, com um diâmetro de 1,0 mm . (a) Qual é a velocidade de um elétron no feixe na presença de um campo elétrico no direcionamento dos elétrons? (b) Qual é a densidade de corrente elétrica que passará pela seção transversal por onde o feixe de elétrons − 31 passará? (Considere 1 eV = 1,60 × 10 -19 J e m Elétron = 9,11 × 10 kg ) 7 RESPOSTA: [(a) v a ≅ 5,9 × 10 m/s , (b) J ≅ 47 A/m 2 ] 4. O cobre contém 8,5 × 10 28 elétrons/m 3 . Um fio de cobre calibre 12 (diâmetro 2,05 mm ) e comprimento de 71 cm , conduz uma corrente elétrica igual a 4,85 A . (a) Qual o valor da densidade de corrente no interior desse fio de cobre? (b) Qual é o tempo necessário para um elétron percorrer o comprimento do fio? (c) Quantos elétrons passarão pela seção transversal do fio? RESPOSTA: [(a) J ≅ 1,5 × 10 6 A/m 2 , (b) ∆ t ≅ 6,5 × 10 3 s , (c) n ≅ 2,0 × 10 23 ] m ] ENERGIA POTENCIAL ELÉTRICA – POTÊNCIA ELÉTRICA 9. (c) ∆ t ≅ 3.6 × 10 6 A/m 2 . Qual é o comprimento necessário à barra para que sua resistência seja de 10 Ω ? RESPOSTA: [ L ≅ 9. Um fio de cobre possui uma área de seção reta quadrada de lado 2. (b) E ≅ 2.50 V entre as extremidades de um fio com 2.30 Ω .39 × 10 − 7 Ω .4 A . Um resistor submetido a uma diferença de potencial de 15.5 h ? RESPOSTA: [ ∆ U ≅ 6.8 A .3 × 10 3 J ] .m .7 × 10 − 2 V/m .71 × 10 5 J ] 10. (a) Qual é sua resistência? (b) Qual é a corrente que passa no resistor? (c) Qual será a energia produzida por Efeito Joule quando decorrer um tempo de 0. (c) Qual é o tempo necessário para o elétron percorrer o fio? RESPOSTA: [(a) J ≅ 1.40 h ? RESPOSTA: [(a) R = 6. Ele é estendido uniformemente até um comprimento de 2.5 × 10 − 5 Ω .0 m .654 mm . A resistividade desse material é de 3.0 m e transporta uma corrente elétrica de 3. (c) ∆ U ≅ 4. Um tubo de carbono com raio de 0.0 V através de seus terminais pode desenvolver uma energia térmica com uma taxa igual a 327 W .88 × 10 − 1 Ω .5 × 10 elétrons/m . Um receptor do sistema de posicionamento global (GPS) opera com uma bateria de 9.RESISTIVIDADE .3 mm 2 e sua resistividade é 1. A corrente resultante é igual a 17. Calcule o módulo (a) da densidade de corrente no fio.6 A .10 mm é utilizado na fabricação de um resistor.13 A .RESISTÊNCIA ELÉTRICA/LEI DE OHM 5. Você aplica uma diferença de potencial de 4.60 Ω ] 6. Um fio com 1. Qual a resistividade do fio? RESPOSTA: [ ρ ≅ 1.0 × 10 − 3 m ] 7. O fio possui comprimento de 4.50 m de comprimento e raio igual a 0.69 × 10 -8 Ω . Qual é a energia elétrica que ele consome durante 1.3 × 10 4 s ] 8. A concentração de elétrons livres é igual a 8. (b) i ≅ 21.0 V e consome uma corrente elétrica de 0. Qual será sua nova resistência? RESPOSTA: [ R = 0.0 m de comprimento tem uma resistência de 0.m . (b) do 28 3 campo elétrico no fio. (c) ∆ U ≅ 2.3 × 10 3 J ] 12.ASSOCIAÇÃO DE RESISTOR Três resistores. (b) i1 = 4. onde a uma bateria de 24 V . (b) V1 ≅ 5.0 A .60 Ω . (c) Qual é a energia térmica dissipada pelo circuito elétrico acima quando passar um tempo de 2. RESPOSTA: [(a) RTOTAL = 8.8 × 10 6 J ] . R2 = 2.7 V e V3 ≅ 15 V . conforme a figura abaixo. i 2 = 12 A . V2 ≅ 7. que possui resistência interna desprezível. (a) Calcule a resistência equivalente da combinação.80 Ω .40 Ω e R3 = 4. (b) calcule a tensão que passa por cada resistor. são ligados em série a uma bateria de 28 V . com resistência de R1 = 1.5 Ω .8 Ω .1 V . (a) Determine a resistência equivalente entre os pontos a e b do circuito a seguir: (b) Determine a corrente elétrica que passa em cada resistor. (c) Qual é o valor da corrente elétrica total do sistema? (d) Qual é a energia térmica que será dissipada pelo circuito elétrico em 15 s ? 11.0 h ? RESPOSTA: [(a) RTOTAL = 1.2 A . (c) iTOTAL ≅ 3. (d) ∆ U ≅ 1. Considere uma associação em paralelo. (c) RTOTAL = 3 Ω ] . casos: Calcule a resistência equivalente entre os terminais A e B. (b) RTOTAL = 14 Ω .13. nos seguintes a) b) c) RESPOSTA: [(a) RTOTAL = 4 Ω . 4 × 10 2 W . (c) P1 ≅ 1. i 4 ≅ 3. Considere uma associação em paralelo. i6 = 9.6 × 10 2 W .6 A ] .0 A e i7 = 4. P2 ≅ 4.14.3 × 10 W . P4 ≅ 4.7 × 10 W .5 A .5 A . P5 ≅ 1. P3 ≅ 2.2 × 10 2 W e P7 ≅ 1. i5 = 4. (b) i1 ≅ 5.4 A .1 Ω . P6 ≅ 3. (d) Qual a corrente total do circuito elétrico demonstrado acima? RESPOSTA: [(a) RTOTAL ≅ 4. conforme a figura abaixo. i3 ≅ 3. onde a uma bateria de 72 V . (c) Qual a potência dissipada por cada resistor.1 × 10 2 W .6 × 10 2 W .2 A . i 2 ≅ 8.4 A . (d) iTOTAL ≅ 17.6 A . (a) Determine a resistência equivalente entre os pontos a e b do circuito elétrico a seguir: (b) Determine a corrente elétrica em cada resistor.