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EXERCÍCIOS DE FÍSICA – 1º LEI DE OHM 1 - Determine a ddp que deve ser aplicada a um resistor de resistência 6Ω para ser atravessado por uma corrente elétrica de 2A. 2 - Um chuveiro elétrico é submetido a uma ddp de 220V, sendo percorrido por uma corrente elétrica de 10A. Qual é a resistência elétrica do chuveiro? 3 - Nos extremos de um resistor de 200 Ω, aplica-se uma ddp de 24V. Qual a corrente elétrica que percorre o resistor? 4 - Uma lâmpada incandescente é submetida a uma ddp de 110V, sendo percorrida por uma corrente elétrica de 5,5A. Qual é, nessas condições, o valor da resistência elétrica do filamento da lâmpada. 5 - Um resistor ôhmico, quando submetido a uma ddp de 20V, é percorrido por uma corrente elétrica de 4 A. Para que o resistor seja percorrido por uma corrente elétrica de 3A, que ddp deve ser aplicada a ele? 6 - Calcule a resistência elétrica de um resistor que apresenta 10 A de intensidade de corrente elétrica e 240 V de diferença de potencial (ddp). 7 - Uma tensão de 12 volts aplicada a uma resistência de 3,0 Ω produzirá uma corrente de: a) 36 A b) 24 A c) 4,0 A d) 0,25 A 8 - Através de um resistor está fluindo uma corrente de 40 A, quando a voltagem de alimentação deste resistor é de 60 V. Qual a resistência deste resistor? 9 - Que tensão elétrica é necessária para produzir uma corrente de 6 A, em um resistor de 70 Ω? 10 - Um chuveiro tem resistência de 15. Qual é a corrente que o percorre, quando ligado a uma tensão de 240V? GABARITO 1 – 12 V 2 – 22 3 – 0,12 A 4 – 20 5 – 15 V 6 – 24 7 – C 8 – 1,5 9 – 420 V 10 – 16 A
Potência elétrica é a medida da quantidade de energia elétrica fornecida ou consumida por um circuito elétrico. Pode ser calculada por meio de grandezas como tensão, corrente e resistência elétrica, e sua unidade de medida é o watt.
O cálculo da potência elétrica é de grande importância, uma vez que, por meio dele, é possível determinar qual será a quantidade de energia elétrica consumida por um dispositivo elétrico durante um determinado intervalo de tempo.
Veja também: Eletricidade – origem, fórmulas e exercícios resolvidos
O que é potência elétrica?
Potência elétrica é a quantidade de energia elétrica que é fornecida a um circuito elétrico a cada segundo ou, ainda, a quantidade de energia que esse circuito converte em outras formas de energia, também a cada segundo. A unidade de medida da potência elétrica, de acordo com o Sistema Internacional de Unidades (SI), é o watt (W), que equivale a joules por segundo (J/s).
A potência elétrica geralmente é estudada em dispositivos como geradores, receptores e resistores, que são elementos dos circuitos elétricos que, respectivamente, geram energia elétrica, consomem energia elétrica e produzem calor, devido ao efeito Joule.
Como calcular a potência elétrica
Como qualquer outro tipo de potência, a potência elétrica pode ser calculada dividindo-se a energia consumida, ou transformada, pelo intervalo de tempo. Entretanto, existem fórmulas de potência mais específicas que relacionam grandezas como tensão elétrica (U), corrente elétrica (i) e resistência elétrica.
A potência elétrica pode variar em muitas ordens de grandeza de acordo com a aplicação estudada. Veja alguns exemplos!
Um chuveiro elétrico dissipa, em média, 5 kW de energia elétrica na forma de calor a cada segundo.
Usinas hidrelétricas geram eletricidade a uma taxa de 30 MW.
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Um chip de computador consome 1 mW de energia elétrica.
Por isso, é importante conhecer e saber utilizar corretamente os prefixos de unidades do SI.
Veja também: Dielétricos – o que são, para que servem e exemplos
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Fórmulas da potência elétrica
Conheça as principais fórmulas utilizadas para o cálculo da potência elétrica:
P – potência elétrica – W
U – tensão elétrica (V)
R – resistência elétrica (Ω)
i – corrente elétrica (A)
Com as fórmulas acima, é possível resolver a maior parte dos exercícios de eletrodinâmica que envolvem o cálculo da potência. Há também uma fórmula mais geral que pode ser utilizada para determinar o consumo de energia elétrica, por exemplo. Observe:
E – energia (J)
Δt – intervalo de tempo (s)
Com tudo o que aprendemos até agora, já podemos fazer alguns exercícios sobre potência elétrica, não é mesmo?
Veja também: Dores, desmaios e queimaduras – os efeitos da corrente elétrica no corpo humano
Exercícios resolvidos sobre potência elétrica
Questão 1 — (Enem) Quando ocorre um curto-circuito em uma instalação elétrica, como na figura, a resistência elétrica total do circuito diminui muito, estabelecendo-se nele uma corrente muito elevada.
O superaquecimento da fiação, devido a esse aumento da corrente elétrica, pode ocasionar incêndios, que seriam evitados instalando-se fusíveis e disjuntores que interrompem essa corrente, quando a mesma atinge um valor acima do especificado nesses dispositivos de proteção.
Suponha que um chuveiro instalado em uma rede elétrica de 110 V em uma residência possua três posições de regulagem da temperatura da água. Na posição verão, utiliza 2100 W; na posição primavera, 2400 W; e na posição inverno, 3200 W.
GREF. Física 3: Eletromagnetismo. São Paulo: EDUSP, 1993 (adaptado).
Deseja-se que o chuveiro funcione em qualquer uma das três posições de regulagem de temperatura, sem que haja riscos de incêndio. Qual deve ser o valor mínimo adequado do disjuntor a ser utilizado?
a) 40 A
b) 30 A
c) 25 A
d) 23 A
e) 20 A
Resolução:
Vamos utilizar a maior potência de operação do chuveiro para o cálculo. Fazendo isso, descobriremos qual é a maior corrente que pode atravessá-lo.
Com base na resposta e nas alternativas, percebe-se que é o fusível a ser utilizado deve ser de 30 A, portanto a alternativa correta é a letra B.
Questão 2 — (Enem) Todo carro possui uma caixa de fusíveis, que são utilizados para proteção dos circuitos elétricos. Os fusíveis são constituídos de um material de baixo ponto de fusão, como o estanho, por exemplo, e se fundem quando percorridos por uma corrente elétrica igual ou maior do que aquela que são capazes de suportar. O quadro a seguir mostra uma série de fusíveis e os valores de corrente por eles suportados.
Fusível | Corrente elétrica (A) |
Azul | 1,5 |
Amarelo | 2,5 |
Laranja | 5,0 |
Preto | 7,5 |
Vermelho | 10,0 |
Um farol usa uma lâmpada de gás halogênio de 55 W de potência que opera com 36 V. Os dois faróis são ligados separadamente, com um fusível para cada um, mas, após um mau funcionamento, o motorista passou a conectá-los em paralelo, usando apenas um fusível. Dessa forma, admitindo-se que a fiação suporte a carga dos dois faróis, o menor valor de fusível adequado para proteção desse novo circuito é o:
a) azul
b) preto
c) laranja
d) amarelo
e) vermelho
Resolução:
Inicialmente calcularemos a corrente elétrica em cada farol usando uma das fórmulas de potência:
Com os dois faróis ligados ao mesmo fusível, teremos o dobro da corrente elétrica. Observe:
Com base no cálculo, vimos que a corrente elétrica é de aproximadamente 3 A. Com base nisso, o fusível a ser utilizado deve ser o fusível laranja, de 5 A, uma vez que, se colocarmos um fusível mais fraco, ele queimará. A alternativa correta é a letra C.