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Exercícios sobre leis de Kirchhoff.

Resolva esta lista de exercícios sobre leis de Kirchhoff, leis da eletricidade que possibilitam calcular a corrente elétrica e a tensão elétrica nos circuitos.

Questão 1

(EsPCEx) O desenho abaixo representa um circuito elétrico composto por resistores ôhmicos, um gerador ideal e um receptor ideal.

Ilustração de um circuito elétrico em uma questão da EsPCEx sobre leis de Kirchhoff.

A potência elétrica dissipada no resistor de 4 Ω do circuito é:

A) 0,16 W

B) 0,20 W

C) 0,40 W

D) 0,72 W

E) 0,80 W

Questão 2

(Ufsc) Considere o circuito da figura abaixo, onde estão associadas três resistências (R1, R2 e R3) e três baterias (E1, E2, E3) de resistências internas desprezíveis:

Ilustração de um circuito elétrico em uma questão da UFSC sobre leis de Kirchhoff.

Um voltímetro ideal colocado entre Q e P indicará:

A) 11 V

B) 5 V

C) 15 V

D) 1 V

E) zero

Questão 3

(Mackenzie)

Ilustração de um circuito elétrico em uma questão da Mackenzie sobre leis de Kirchhoff.

No circuito acima, o gerador e o receptor são ideais e as correntes têm os sentidos indicados. Se a intensidade da corrente i1 é 5A, então o valor da resistência do resistor R é:

A) 8 Ω

B) 5 Ω

C) 4 Ω

D) 6 Ω

E) 3 Ω

Questão 4

(Cesesp) No circuito a seguir, o valor em ohms da resistência R, que deve ser colocada entre os pontos A e B para que circule no resistor de 10 Ω uma corrente de 0,6 A, é:

Ilustração de um circuito elétrico em uma questão da Cesesp sobre leis de Kirchhoff.

A) 10

B) 6

C) 15

D) 20

E) 12

Questão 5

Calcule o valor aproximado da corrente elétrica que atravessa o circuito elétrico abaixo:

Ilustração de um circuito elétrico na questão 5 de uma lista de exercícios sobre leis de Kirchhoff.

A) 8 A

B) 9 A

C) 10 A

D) 11 A

E) 12 A

Questão 6

Sabendo que na Física nem sempre a nomenclatura de um conjunto de leis corresponde ao nome do seu criador, qual cientista foi o responsável pelo desenvolvimento das leis de Kirchhoff?

A) Isaac Newton.

B) Michael Faraday.

C) Albert Einstein.

D) Georg Simon Ohm.

E) Gustav Kirchhoff.

Questão 7

Calcule o valor das correntes elétricas \(i_1\)\(i_2\)  no esquema abaixo:

A) 15 A e 8 A.

B) 16 A e 9 A.

C) 17 A e 10 A.

D) 18 A e 11 A.

E) 19 A e 12 A.

Questão 8

A partir dos seus estudos, quais alternativas correspondem às leis de Kirchhoff?

I. Lei dos nós.

II. Lei dos ramos.

III. Lei das malhas.

IV. Lei dos circuitos.

 

A) Alternativas I e II.

B) Alternativas III e IV.

C) Alternativas I e III.

D) Alternativas II e IV.

E) Alternativas I e IV.

Questão 9

Calcule, aproximadamente, a intensidade das correntes elétricas 1 e 2 que atravessam o circuito elétrico disposto abaixo.

Ilustração de um circuito elétrico na questão 9 de uma lista de exercícios sobre leis de Kirchhoff.

A) 10,4 A  e 0,5 A

B) 12,3 A  e 0,6 A

C) 14,1 A  e 0,7 A

D) 15,8 A  e 0,8 A

E) 17,6 A  e 0,9 A

Questão 10

Dos elementos abaixo, quais fazem parte dos circuitos elétricos?

I. Malhas.

II. Nós.

III. Amperímetros.

IV. Voltímetros.

 

A) Alternativas I e II.

B) Alternativas III e IV.

C) Alternativas I e III.

D) Alternativas II e IV.

E) Todas as alternativas estão corretas.

Questão 11

Calcule a corrente elétrica no circuito elétrico abaixo, que contém um amperímetro conectado.

Ilustração de um circuito elétrico na questão 11 de uma lista de exercícios sobre leis de Kirchhoff.

A) 7,5 A

B) 8,0 A

C) 8,5 A

D) 9,0 A

E) 9,5 A

Questão 12

Quais das alternativas apresentam as unidades de medidas correspondentes às grandezas físicas estudadas nas leis de Kirchhoff?

I. A corrente elétrica é medida em Ampére.

II. A diferença de potencial elétrico é medida em Volt ao quadrado.

III. A resistência elétrica é medida em Ohm por Ampére.

IV. A potência elétrica é medida em Watt.

 

A) Alternativas I e II.

B) Alternativas III e IV.

C) Alternativas I e III.

D) Alternativas II e IV.

E) Alternativas I e IV.

Respostas

Resposta Questão 1

Resolução:

Alternativa A.

Nesse circuito elétrico temos uma malha composta de resitores elétricos, geradores elétricos e receptores elétricos percorridos por uma única corrente elétrica, portanto não será necessário utilizarmos a lei dos nós, que é uma das leis de Kirchhoff.

Para calcularmos a corrente elétrica, adotaremos o sentido da corrente elétrica e da malha como anti-horário, então iniciando do resistor de \(3Ω\), obtemos:

\(+3i -8+3 i +4 i +6=0\)

\(+10i-2 =0\)

\(10i = 2\)

\(i = \frac{2}{10} \)

\(i = 0,2 \ A\)

Por fim, calcularemos a potência elétrica dissipada nesse resistor através da sua fórmula:

\(P = R \cdot i^2 \)

\(P = 4 \cdot 0,2^2 \)

\(P = 4 \cdot 0,04 \)

\(P = 0,16 \ W\)

Resposta Questão 2

Alternativa A.

Nesse circuito elétrico temos uma malha composta de resitores elétricos, de geradores elétricos e de receptores elétricos percorridos por uma única corrente elétrica, portanto não será necessário utilizarmos a lei dos nós.

Primeiramente, calcularemos a corrente elétrica, adotando o sentido da corrente elétrica e da malha como anti-horário, então iniciando do resistor de \(2 Ω,\), obtemos:

\(+2i +3+2 i -18+1 i +5=0\)

\(5i -10=0\)

\(i ={ {10} \over {5}}\)

\(i = 2 \ A\)

Então no trecho QP, o voltímetro medirá a tensão:

\(V = - E_{3} - R_{3} \cdot i + E_{2} \)

\(V=-3-2 \cdot2+18\)

\(V=-3-4+18\)

\(V = 11\)

Resposta Questão 3

Alternativa B.

Nesse circuito elétrico temos três malhas compostas de resitores, geradores elétricos e receptores elétricos percorridos por três correntes elétricas. Nesse caso, adotaremos o sentido das correntes elétricas e das malhas como horário.

Na malha 2, a direita, iniciando a partir da tensão elétrica de 14 V, calcularemos a corrente elétrica \(i_2\):

\(14 + 2 \cdot i_2 - 4 \cdot i_1 = 0 \)

\(14 + 2 \cdot i_2 - 4 \cdot 5 = 0 \)

\(14 + 2 \cdot i_2 - 20 = 0 \)

\(2 \cdot i_2 = 6 \)

\(i_2 = {{6} \over {2}}\)

\(i_2 = 3 \ A\)

Já na malha 1, a direita, iniciando a partir da resistência elétrica de \(4 Ω\), obtemos a expressão:

\(4 \cdot i_1 + R \cdot i - 60 = 0 \)

\(+4\cdot 5+Ri-60=0\)

\(20+Ri-60=0\)

\(Ri-40=0\)

\(Ri = 40\)

Então, calcularemos a corrente elétrica i, pela lei dos nós:

\(i = i_1 + i_2\)

\(i = 5 + 3\)

\(i = 8 \ A\)

Por fim, calcularemos o valor da resistência do resistor R, usando a expressão obtida na malha 1:

\(Ri = 40\)

\(R \cdot 8 = 40\)

\(R = {{40} \over {8}}\)

\(R=5 Ω\)

Resposta Questão 4

Alternativa C.

Nesse circuito elétrico temos três malhas compostas de resitores, geradores elétricos e receptores elétricos percorridos por três correntes elétricas. Nesse caso, adotaremos o sentido das correntes e das malhas como anti-horário.

Na malha superior, iniciando a partir da resistência elétrica de , calcularemos a corrente elétrica :

\(2 \cdot i_2 + 2 \cdot i_2 + 2 \cdot i_2 + 10 \cdot i_1 - 12 = 0 \)

\(6 \cdot i_2 + 10 \cdot i_1 - 12 = 0 \)

\(6 \cdot i_2 + 10 \cdot 0,6 - 12 = 0 \)

\(6 \cdot i_2 + 6 - 12 = 0 \)

\(6 \cdot i_2 = 6\)

\(i_2 = \frac{6}{6} \)

\(i_2 = 1 \ A\)

Então, calcularemos a corrente elétrica , pela lei dos nós:

\(i_2 = i_1 + i_3\)

\(1 = 0,6 + i_3\)

\(i_3 = 1 -0,6\)

\(i_3 = 0,4 \ A \)

Já na malha inferior, iniciando a partir da resistência elétrica de , calcularemos a resistência elétrica R:

\(-10i_1 + R \cdot i_3 = 0\)

\(-10 \cdot 0,6 + R \cdot 0,4 = 0 \)

\(-6 + R \cdot 0,4 = 0\)

\(R \cdot 0,4 = 6\)

\(R = \frac{6}{0,4}\)

\(R = 15 \, \Omega \)

Resposta Questão 5

Alternativa B.

Nesse circuito elétrico temos uma malha composta de resitores, geradores elétricos e receptores elétricos percorridos por uma única corrente elétrica, portanto não será necessário utilizarmos a lei dos nós.

Para calcularmos a corrente elétrica, adotaremos o sentido da corrente elétrica e da malha como anti-horário, então iniciando do resistor de 5 Ω , obtemos:

\(5i + 30 + 1i + 20 + 2i + 3i + 50 = 0 \)

\(11i = -100 \)

\(i = \frac{-100}{11} \)

\(i ≅ -9 \)

Resposta Questão 6

Alternativa E.

Embora na Física nem sempre a nomenclatura de um conjunto de leis corresponda ao nome do seu criador, nesse caso a nomenclatura das leis de Kirchhoff foi dada pelo seu próprio desenvolvedor, o físico Gustav Kirchhoff.

Resposta Questão 7

Alternativa A.

Primeiramente, calcularemos a corrente elétrica \(i_1\):

\(i_1 = 20 - 5\)

\(i1=15\ A \)

Por fim, calcularemos a corrente elétrica \(i_2\):

\(i_2=15-7\)

\(i_2=8 \ A \)

Resposta Questão 8

Alternativa C.

As leis de Kirchhoff são chamadas de lei dos nós e lei das malhas, que tratam a respeito de dois componentes do circuito elétrico, os nós e as malhas.

Resposta Questão 9

Alternativa D.

Nesse circuito elétrico temos três malhas compostas de resitores, geradores elétricos e receptores elétricos percorridos por três correntes elétricas. Vamos considerar que o sentido das correntes elétricas e das malhas é anti-horário.

Na malha 1, à esquerda, iniciando a partir da tensão elétrica de 100 V, calcularemos a corrente elétrica \(i_1\) :

\(+100+5i1+80+10+7i_1=0 \)

\(190+12i_1=0\)

\(12i_1=-190\)

\(i_1=-19012\)

\(i_1≅-15,8 \ A\)

Na malha 2, à direita, iniciando a partir da tensão elétrica de 10 V, calcularemos a corrente elétrica \(i_2\):

\(-10+2i2+20+10i_2=0 \)

\(12i_2+10=0\)

\(12i_2=-10\)

\(i2={{-10} \over {12}}\)

\(i2≅-0,8 \ A\)

Resposta Questão 10

Alternativa E.

Todos os elementos são componentes dos circuitos elétricos, principalmente as malhas e nós, que são estudados nas leis de Kirchhoff.

Resposta Questão 11

Alternativa A.

Nesse circuito elétrico temos uma malha composta de um amperímetro, resitores, geradores elétricos e receptores elétricos percorridos por uma única corrente elétrica. Portanto, não será necessário utilizarmos a lei dos nós.

Para calcularmos a corrente elétrica, adotaremos o sentido da corrente elétrica e da malha como anti-horário, e desconsideraremos o amperímetro. Então, iniciando do resistor de 0,7 Ω , obtemos:

\(+0,7i+5+1i+2i+15+0,3i+0+10=0\)

\(4i+30=0\)

\(4i=-30 \)

\(i=-{{30} \over {4}}\)

\(i≅-7,5 \ A\)

Resposta Questão 12

Alternativa E.

I. A corrente elétrica é medida em Ampére. (correta)

II. A diferença de potencial elétrico é medida em Volt ao quadrado. (incorreta)
A diferença de potencial elétrico é medida em Volt.

III. A resistência elétrica é medida em Ohm por Ampére. (incorreta)
A resistência elétrica é medida em Ohm.

IV. A potência elétrica é medida em Watt. (correta)

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