Exercício com potência em um elemento do circuito resistência em um circuito elétrico ) de Física Ensino Médio 3º ano com resposta

1) Quando uma dada lâmpada é ligada a uma bateria que lhe aplica uma voltagem  
V_AB = 6,0 V,verifica-se que o filamento desta lâmpada é percorrido por uma corrente i = 2,0 A.

a) Qual é a resistência, R, deste filamento? 

                  R = V_AB/ i   = 6,0/2,0 donde R = 3,0 Ω

b) Se esta lâmpada for ligada a uma pilha, que lhe aplica uma voltagem de 1,5 V, qual será a corrente que passará em seu filamento( suponha que a resistência não se modifica?

                De R = V_AB/ i , obtemos i =V_AB/ R = 1,5/3,0 donde i = 0,50 A

c) Quando esta lâmpada é ligada a uma certa bateria, uma corrente de 1,5 A passa por seu filamento. Qual é a voltagem que esta bateria aplica na lâmpada?

                De R = V_AB/ i , vem:  V_AB = R.i = 3,0 x 1,5 donde  V_AB= 4,5V

2) Uma bomba d'água é ligada a uma tomada que lhe aplica uma voltagem V_AB= 120 V. sabe-se que , em funcionamento, o motor da bomba é percorrido por uma corrente i = 2,5 A.

a) As cargas elétricas, ao atravessarem o motor da bomba, perdem ou ganham energia elétrica?

As cargas da corrente perdem energia ao atravessarem um motor elétrico.

b) Para onde se transfere esta energia perdida pelas cagas?

A energia perdida pelas cargas é transferida para o motor da bomba ( aparece sob a forma de energia mecânica de rotação do motor).

c) Qual a potência que é desenvolvida neste motor?

Temos: P = i.V_AB  = 2,5x 120 donde p = 300W

d) Se a bomba funcionar durante 10 minutos, qual a quantidade de energia que será desenvolvida nesta bomba?

O motor funcionou durante um tempo ∆T = 10 min = 600 s.
Então, de P = ∆E/∆T, vem:

∆E = P.∆T = 300 x 600 donde ∆E = 1,8 x  10⁵ J 

3) Uma resistência elétrica R, na qual passa uma corrente i, dissipa, sob a forma de calor, uma potência P = 2,0 W.

a) Se a intensidade da corrente for duplicada, quantas vezes maior tornará a potência dissipada em R?

De  P = R.i²  Vemos que P = i². Logo, duplicando -se i a potência P torna-se 4 vezes maior.

b) Então, qual será o novo valor desta potência? 

Evidentemente, o novo valor de P será:

P = 4 x 2,0 W ou P = 8,0 W

4) Uma pessoa verifica que o chuveiro elétrico de sua residência não está aquecendo suficientemente a água. Sabendo-se que a voltagem V_AB  aplicada ao chuveiro é contante e lembrando-se da relação P = i.V_AB , responda: 

a) Para aumentar a potência do chuveiro, corrente que passa através dele deve ser aumentada ou diminuída?

P = i.V_AB  como V_AB  é constante, vemos que para aumentar P devemos aumentar i.

b) Então, para que haja maior aquecimento da água, a pessoa deverá aumentar ou diminui a resistência do chuveiro?

De i =V_AB/ R, com V_AB é contante, vemos que para aumentar i devemos diminuir R.

c) Assim, quando a chave de um chuveiro é deslocada da indicação inverno para verão, estamos aumentando ou diminuindo sua resistência?

Ao trocarmos a chave de inverno para verão a água passará a sair com uma temperatura menor, isto é, estamos diminuindo a potência do chuveiro.