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5ª LISTA DE EXERCÍCIOS – ELETRICIDADE E ÓPTICA
Principais assuntos abordados:
• Resistência equivalente.
• Gaiola de Faraday.
Texto Introdutório
Associação de resistores
Associação em Série: Diz-se que vários resistores estão associados em série, quando estão
ligados um em seguida ao outro. A resistência equivalente (Re) será:
⋯
onde N = número de resistores em série. Exemplo: o circuito abaixo está associado em série:
Os resistores desse circuito podem ser representados por um único resistor, com um valor
equivalente dado pela soma de R1, R2 e R3:
Associação em Paralelo: Diz-se que vários resistores estão associados em paralelo, quando
estão ligados aos mesmos pontos. A resistência equivalente será:
1
1
1
⋯1
onde N = número de resistores em paralelo. Exemplo: o circuito abaixo está associado em
paralelo:
Os resistores desse circuito podem ser representados por um único resistor, com um valor
equivalente dado pela fórmula acima:
1
1
5
1
10
2 1
10
3
10
10
3
Ou seja:
1. Encontre as resistências equivalentes para as seguintes associações de resistores:
a)
b)
R: (a) 10 Ω (b) 10 Ω
Questão 4 da ED
Comentário: Essa questão envolve um extenso tratamento matemático dos dados fornecidos no exercício.
Primeiro, com base nos valores monetários, calcule a energia total gasta. Sabendo a energia e sendo o
tempo de consumo dado no problema, calcule a potência. A partir da potência é possível descobrir a
resistência equivalente. A partir de então, têm-se um sistema de duas equações e duas incógnitas. Resolva
o sistema para obter o valor das resistências. Nesse exercício, na justificativa, somente fornecer o valor das
duas resistências será aceitável, mas o aluno deve acertar na primeira tentativa. Caso haja um erro de
cálculo, utilize o campo da justificativa para reportar o seu erro.
Questão 5 da ED
Comentários: Nessa questão, a potência e a diferença de potencial de cada uma das lâmpadas são dadas
individualmente. Quando os dois faróis são conectados em paralelo, o que se espera da potência
resultante? E qual seria o valor da corrente percorrida no único fusível ao qual o novo circuito foi ligado?
Responda a essas duas questões para justificar a sua resposta.
Questão 3 da ED
Texto introdutório:
Numa tempestade de raios é seguro ficar dentro de um carro?
Diferentes materiais conduzem a eletricidade de maneira diferente. Os materiais utilizados para
conduzir eletricidade são chamados de condutores e os que conduzem mal a eletricidade são chamados de
isolantes. Claro que tudo tem um limite. Se colocarmos altas tensões num material isolante ele passará a
conduzir eletricidade. Um exemplo: o ar geralmente é bom isolante, porém nas altas tensões geram-se os
raios.
Os metais são bons condutores de eletricidade, por isso pode-se imaginar que estar perto de um
condutor é inseguro numa tempestade de raios. Vamos analisar essa ideia com cuidado.
O experimento “Gaiola de Faraday” mostra que a recepção do sinal de um rádio ou celular é
piorada quando colocado dentro de uma gaiola de metal. Você já deve ter percebido que a ligação de
celular “cai” quando você entra no elevador. Isso se deve ao fato de que campo elétrico e cargas elétricas
tendem a se manter na superfície dos condutores. Ora, o sinal de rádio nada mais é do que uma onda
eletromagnética. Então a corrente elétrica também fica na surpefície? A ciência mostra que sim. Ou seja é
seguro ficar dentro de um carro numa tempestade de raio, mas não é seguro estar perto de um carro.
Para mais informações:
HALLIDAY, David, Resnik Robert, Krane, Denneth S. Física 3, volume 2, 5 Ed. Rio de
Janeiro: LTC, 2004. 384 p.
NETTO, Luiz Ferraz. A gaiola de Faraday. www.feiradeciencias.com.br/sala11/11_47.asp
Comentário: Com base no texto introdutório é possível determinar quais dos dois materiais (metal ou
madeira) é que “blindou” o celular do sinal de rádio. Na justificativa, identifique o material que impediu o
celular de receber ligações e explique por que isso aconteceu.