Corrente e Resistência - Física 3 - Eletromagnetismo

Lista completa sobre corrente elétrica, densidade da corrente, resistência elétrica e potência elétrica



01) Sabe-se que a carga do elétron tem módulo 1,6 · 10^–19 C. Determine a ordem de grandeza do número de elétrons que passam por segundo pela sec­ção transversal constante de um condutor que transporta corrente de 0,15 A.    

02) A figura seguinte ilustra uma lâmpada fluo­rescente que contém em seu interior um gás ionizado.

 Íons negativos se deslocam de B para A com uma taxa de 1,0 · 10¹⁸ íons/segundo e os íons positivos se deslocam de A para B com a mes­ma taxa. Sabendo-se que a carga elétrica de cada íon é     1,6 · 10^–19 C, a intensidade de cor­rente elétrica na lâmpada é

03) Um raio ocorre quando existe fluxo de cargas elétricas (principalmente elé­trons) entre o solo e uma nuvem de tem­pestade. A taxa máxima do fluxo de cargas elétricas em um raio é aproximadamente igual a 20.000 A ; essa descarga dura cer­ca de 100 µs (1µs = 10^–6 s). Qual é a quantidade de carga elétrica que flui entre a terra e a nuvem nesse intervalo de tempo? Quantos elétrons fluíram durante esse interva­lo de tempo?

04) Quantos elétrons atravessam a secção reta de um fio durante 4 min, sendo o mesmo percorrido por uma corrente continua de intensidade constante de 5A?

05) Uma correia de 50 cm de largura está se movendo a 30 m/s entre uma fonte de cargas e uma esfera. A correia transporta as cargas para a esfera a uma taxa que corresponde a 100 µA. Determine a densidade superficial de cargas da correia.

 Um feixe de partículas contém 2 . 10⁸ íons positivos duplamente carregados por centímetro cúbico, todos se movendo para o norte com uma velocidade de 1 . 10⁵ m/s. Determine o módulo e  direção da densidade de corrente   .   Que grandeza adicional seria necessária para se calcular a corrente total associada a esse feixe de elétrons? Justifique sua resposta! 

Dica: use a equação que relaciona a densidade de corrente com a velocidade de deriva que foi apresentada nesta sessão!

O fusível de um circuito elétrico é um fio projetado para fundir, abrindo o circuito, se a corrente ultrapassar um certo valor. Suponha que o material a ser usado em um fusível funda quando a densidade de corrente ultrapassa 440 A/cm². Que diâmetro do fio cilíndrico deve ser usado para fazer um fusível que limite a corrente em 0,5A? 

08)  Um ser humano é capaz de morrer se uma corrente elétrica da ordem de 50 mA passar pelo coração. Um eletricista trabalhando com as mãos suadas, o que reduz consideravelmente a resistência da pele, segura dois fios desencapados, um em cada mão. Se a resistência do corpo do eletricista é 2000 Ω, qual é a menor tensão capaz de produzir o choque mortal?

  

09) Um fio de 4 m de comprimento e 6 mm de diâmetro tem uma resistência de 15,0 mΩ. Uma diferença de potencial de 23 V é aplicada nas extremidades do fio.

a-    Qual é a corrente no fio?

b-    Qual o módulo da densidade de corrente?

c-    Calcule a resistividade do material do fio.

10)  Quando uma diferença de potencial de 115 V é aplicada nas extremidades de um fio de 10 m de comprimento com um raio de 0,30 mm, o módulo da densidade de corrente vale 1,4 . 10⁴ A/m². Determine  a resistividade do fio.

11)  Um fio com resistência 6Ω é esticado de tal forma que o comprimento se torna três vezes maior que o inicial. Determine a resistência do fio após a operação, supondo que a resistividade e a densidade do fio permaneçam as mesmas. 

12) Uma máquina de cachorro quente funciona aplicando uma diferença de potencial de 120 V às extremidades de uma salsicha e cozinhando-a com a energia térmica produzida. A corrente é 10 Ae a energia necessária para cozinhar a salsicha é 60,0 kJ. Se a potência dissipada permanece a mesma, quanto tempo é necessário pra cozinhar três salsichas simultaneamente?

  

13) Um estudante manteve um rádio de 9 V, 7 W ligado no volume máximo das 21 h até as 2 h da madrugada. Qual foi a carga que atravessou o rádio?

14) Leia o texto abaixo:

Sapatos que explodem

        Os sapatos molhados de chuva de uma pessoa podem explodir se a corrente de terra de um relâmpago vaporizar a água. A transformação brusca de água em vapor produz uma explosão violenta, suficiente para destruir os sapatos.

        A agua tem massa especifica de 1000 kg/m³ e um calor de vaporização de 2256 kJ/kg. A corrente produzida pelo relâmpago é horizontal, aproximadamente constante, dura 2 ms (milésimos de segundos) e encontra água com uma resistividade de 150 Ω.m, 120 cm de comprimento e uma secção reta vertical de 15 .. 10^-5 m². (WALKER, JEARL)

A partir da cuidadosa leitura do texto acima determine  intensidade de corrente necessária para vaporizar a água.

15) Um fio condutor é percorrido por uma corrente de intensidade variável com a equação: i = 4 + 2.t (SI). Determine: a) a quantidade de carga que atravessa a secção deste fio entre 0 e 2 s. b) O número de elétrons que atravessam a secção neste intervalo.

16) Uma lâmpada de 100 W é ligada a uma tomada de parede de 120V.  Considerando o custo do kWh de energia igual a R$ 0,60,  a) quanto custa deixar esta lâmpada acesa continuamente durante 1 mês de 31 dias? b) Qual a resistência da lâmpada? c) Qual a intensidade da corrente na lâmpada?