Exercícios sobre leis de Ohm

Os chuveiros elétricos possuem duas configurações distintas de temperatura: verão ou inverno. Ao mudar a chave da posição “verão” para a posição “inverno”, a sensação térmica fica mais quente ao entrar em contato com a água. Esse fenômeno pode ser corretamente explicado pelas leis de Ohm, pois:

A) a tensão elétrica do chuveiro (U) diminui, reduzindo a corrente elétrica (i) e a potência dissipada.

B) a resistência elétrica do chuveiro (R) aumenta, diminuindo a corrente elétrica (i) e mantendo a tensão do chuveiro (U) constante.

C) a tensão elétrica do chuveiro (U) aumenta, aumentando a corrente elétrica (i) e a potência dissipada.

D) a resistência elétrica do chuveiro (R) diminui, aumentando a corrente elétrica (i) e mantendo a tensão do chuveiro (U) constante.

Ao trocar uma lâmpada de 60W de potência por uma de 100 W de potência, em uma luminária sobre a mesa, percebe-se que o brilho da lâmpada nova é muito maior. Considerando que ambas as lâmpadas são projetadas para a mesma tensão, a nova lâmpada brilha mais pois:

A) sua potência dissipada é maior, visto que ela consome mais corrente elétrica.

B) sua resistência elétrica é maior, aumentando a potência dissipada.

C) sua resistência elétrica é menor, diminuindo a corrente elétrica.

D) não possui diferença na resistência elétrica com a outra lâmpada.

Um fio condutor, usado de forma displicente para montar uma extensão elétrica em uma residência, fica levemente aquecido após algumas horas ligado em uma tomada.  Se muitos receptores forem ligados nessa extensão, o seu uso pode tornar-se perigoso. Esse aumento de temperatura ocorre:

A) porque a resistência elétrica do fio diminui com o grande número de receptores.

B) porque a tensão elétrica da tomada aumenta com o grande número de receptores.

C) porque a corrente elétrica do fio aumenta com o grande número de receptores.

D) porque a resistência elétrica do fio aumenta com o grande número de receptores.

Um motor de portão automático sofre uma pane elétrica e precisa ser substituído por um novo. Ao ser substituído, o técnico responsável informa que, no momento da partida do motor, a corrente elétrica é muito alta. Para proteger o circuito, é instalado um circuito de segurança que possui um disjuntor que desarma se a corrente atingir um determinado valor. No momento da partida, a corrente é alta pois:

A) a resistência elétrica do motor está no seu valor máximo.

B) a tensão elétrica da fonte aumenta de forma brusca.

C) a resistência elétrica do motor é mínima, pois ele ainda não está em movimento.

D) a potência elétrica do motor é muito pequena.

Um receptor, alimentado por baterias, precisa produzir uma corrente elétrica de 0,1 A. Usando um aparelho de medição, o usuário descobre que as resistências do circuito são 45 Ω. Quantas baterias de 1,5V, em série, são necessárias para alimentar essa ferramenta?

A) 1.

B) 2.

C) 3.

D) 4.

Para iluminar a varanda de sua casa, uma pessoa decide produzir um varal de lâmpadas, ligando as lâmpadas em série. O filho, acompanhando a montagem, comenta que o melhor seria usar uma ligação em paralelo, pois, de acordo com o que aprendeu em suas aulas de física, a:

A) ligação em paralelo produz uma resistência equivalente maior, gerando menos riscos.   

B) ligação em série produz mais brilho nas lâmpadas, mas consome muito mais energia elétrica.   

C) ligação em paralelo garante que todas as lâmpadas irão possuir o mesmo brilho, funcionando de forma independente.   

D) a ligação em paralelo faz com que as lâmpadas aqueçam menos, consumindo menos energia.   

Uma estudante, montando um projeto de Física, decide pegar duas lâmpadas distintas. Uma de 100W e outra de 60W, ambas para 127V. Na montagem, ela conecta as duas lâmpadas em série e liga a associação na tensão de 127V. É correto afirmar que:

A) as duas lâmpadas brilharão com a mesma intensidade.

B) a lâmpada de 60W irá brilhar mais do que a lâmpada de 100W.

C) a lâmpada de 60W irá brilhar menos do que a lâmpada de 100W.

D) a lâmpada de 60W irá “queimar”, dado que sua potência é menor.

Em uma residência, os aparelhos elétricos são ligados a tomadas. A forma de associação desses aparelhos com a rede elétrica da casa é:

A) mista, pois alguns estão em série, e outros estão em paralelo.

B) em série, para que a corrente seja a mesma em todos os componentes.

C) em paralelo, para que cada aparelho funcione corretamente.

D) em paralelo, para que a tensão seja dividida entre eles.

(Enem) O circuito com três lâmpadas incandescentes idênticas, representado na figura, consiste em uma associação mista de resistores. Cada lâmpada (L₁, L₂ e L₃) é associada, em paralelo, a um resistor de resistência R, formando um conjunto. Esses conjuntos são associados em série, tendo todas as lâmpadas o mesmo brilho quando ligadas à fonte de energia. Após vários dias em uso, apenas a lâmpada L₂ queima, enquanto as demais permanecem acesas.

Em relação à situação em que todas as lâmpadas funcionam, após a queima de L₂, os brilhos das lâmpadas serão

A) os mesmos.   

B) mais intensos.   

C) menos intensos.   

D) menos intenso para L₁ e o mesmo para L₃.   

E) mais intenso para L₁ e menos intenso para L₃.   

(Uerj) O circuito abaixo representa uma instalação elétrica, sendo a corrente registrada no amperímetro A igual a 100 Ma.

A tensão elétrica, em volts, indicada no voltímetro V, é igual a:

A) 8  

B) 10  

C) 12  

D) 14   

(Uerj) No esquema a seguir, está representado um circuito elétrico composto por um gerador de tensão U, duas lâmpadas idênticas, L₁ e L₂, e uma chave C.

Ao acionar a chave C, observa-se o seguinte comportamento na luminosidade da lâmpada L₁:

A) aumenta bastante.  

B) diminui um pouco.  

C) permanece a mesma.  

D) desaparece totalmente.

(Albert Einstein) Em uma aula de eletricidade, o professor pede a um dos estudantes que faça contato entre os dois polos de uma pilha utilizando um clip metálico de resistência elétrica desprezível, como mostrado na figura. Depois de alguns segundos, o estudante nota que a pilha ficou bastante quente, a ponto de não conseguir segurá-la com suas mãos.

Em seguida, o professor comenta que esse aquecimento é uma demonstração do efeito Joule

que, nesse caso, foi bastante intenso porque, pela pilha, circulou a maior corrente elétrica que

pode atravessá-la, chamada “corrente de curto-circuito”, uma vez que o clip metálico

A) igualou a diferença de potencial entre os extremos da pilha à sua força eletromotriz.  

B) inverteu as polaridades da pilha, transformando-a em um receptor elétrico.  

C) tornou nula a diferença de potencial entre os extremos da pilha.  

D) diminuiu a resistência interna da pilha a um valor desprezível.  

E) elevou a força eletromotriz da pilha.  

Alternativa D.

O valor nominal da resistência elétrica tem relação direta com o comprimento do resistor dentro do chuveiro. Ao sair da posição “verão”, a resistência elétrica irá diminuir em relação à posição “inverno”. Nesse ponto, a corrente elétrica irá aumentar, aumentando, também, a potência dissipada e o calor produzido no chuveiro.

Alternativa A.

Como a potência elétrica é dada pela fórmula P =Uxi, dado que a tensão mantém-se constante entre as lâmpadas, então, o aumento do brilho é associado ao aumento da corrente elétrica que corre pela lâmpada de 100 W.

Alternativa C.

Mantendo a tensão elétrica constante na saída da fonte, o grande número de dispositivos conectados irá aumentar a demanda por energia e, consequentemente, a corrente elétrica consumida. Isso fará com que, via efeito Joule, produza-se mais calor ao longo da extensão.

Alternativa C.

Quando o motor está em repouso, sua resistência elétrica é muito baixa. Logo, no momento em que a partida é efetuada, pode ocorrer uma sobrecarga de corrente elétrica que pode danificar outras estruturas eletrônicas.

Alternativa C.

De acordo com a primeira lei de Ohm, a tensão necessária para alimentar o circuito:

\(U=R\cdot i\\ U=45\cdot 0,1\\ U=4,5 V \)

Como cada pilha possui 1,5V, em série são necessárias 3 pilhas que, se somadas suas tensões, tem-se os 4,5 V necessários.

Alternativa C.

Em uma associação de resistores (lâmpadas) em paralelo, todos os elementos são ligados simultaneamente na diferença de potencial da tomada. Assim, todas as lâmpadas irão produzir um brilho uniforme.

Alternativa B.

Estando em uma associação de resistores (lâmpadas) em série, a corrente elétrica será a mesma em ambas as lâmpadas. Logo, a lâmpada com a maior resistência irá ter a maior potência dissipada, logo, maior brilho.

Alternativa C.

Em uma associação de resistores em paralelo, garante-se que a tensão elétrica seja a mesma em todos os componentes elétricos.

Alternativa C.

Se as lâmpadas apresentam mesmo brilho, e as três resistências são iguais, as lâmpadas também são idênticas.

Como não foram dados valores numéricos, uma saída mais simples é assumir que as resistências lâmpadas sejam iguais às dos resistores.

Assim, sendo R_L = R, têm-se:

\(R_A=\frac{R}{2}+\frac{R}{2}+\frac{R}{2}\\ R_A=\frac{3R}{2}\\ R_A=1,5R \)

Depois da queima de L₂:

\(R_D=\frac{R}{2}+R+\frac{R}{2}\\ R_D=2R\)

Dessa forma, fica fácil perceber que a resistência equivalente aumentará. Como a DDP fornecida para fonte permanece constante, irá diminuir a corrente total, diminuindo, também, a corrente e a potência de cada uma das outras duas lâmpadas, reduzindo o brilho de ambas.

Alternativa C.

Pela primeira lei de Ohm, a indicação do voltímetro será de:

\(U=R_{eq}\cdot i\\ U=(60+60)\cdot 0,1\\ ∴U=12 V \)

Alternativa D.

Ao acionar a chave C, a lâmpada L₁ é curto-circuitada (não passa corrente por ela). Dessa forma, a sua luminosidade desaparece totalmente.

Alternativa C.

Se a resistência elétrica do clip é nula, a DDP entre os terminais da pilha também anula-se.

\(V_A-V_B=R\cdot i_c\\ VA-VB=0\cdot i_c\\ VA-VB=0\\ U=0 \)