Técnicas de Resolução de Circuitos Elétricos

Nesse post você vai aprender a resolver exercícios envolvendo circuitos elétricos e a utilizar uma ferramenta de resolução de circuitos chamada de Leis de Kirchhoff.
Porém, para a sua total compreensão, é necessário saber outros assuntos sobre Eletrodinâmica. Caso queira rever alguns conteúdos, acesse nossos resumos: Corrente Elétrica, Leis de Ohm, Associação de Resistores e Geradores e Receptores Elétricos.

1. Partes de circuitos elétricos:

a) Nó:

Ponto de encontro de dois ou mais fios, de modo que um fio dobrado não é considerado um nó, mas um ponto.
A seguir é apresentado um exemplo que mostra dois nós (A e B):

Exemplos de Nós

b) Ramo:

Trecho do circuito compreendido entre dois nós.
A seguir é apresentado um exemplo que mostra três ramos (cada trecho em azul é um ramo diferente):

Exemplos de Ramos

c) Malha:

Circuito elétrico formado exclusivamente por dois ramos.
Com base no mesmo exemplo mostrado nos itens anteriores, pode-se formar 3 malhas diferentes, as quais são apresentadas na figura abaixo:

Exemplos de Malhas

2. Leis de Kirchhoff:

a) Lei de Kirchhoff das Correntes (LKC) ou Lei dos Nós:

O somatório das correntes que chegam a um nó é igual ao somatório das correntes que saem deste nó.
A seguir é apresentado um exemplo de tal lei:

Exemplo da Lei de Kirchhoff das Correntes (LKC)

\dpi{120} i_{1}=i_{2}+i_{3}

b) Lei de Kirchhoff das Tensões (LKC) ou Lei das Malhas:

Ao se percorrer uma malha, o somatório algébrico das diferenças de potencial elétrico é nulo.
Para poder resolver a Lei de Kirchhoff das Tensões é necessário ter em mente a seguinte relação física:
Gerador é sinônimo de GANHO de potencial: sinal POSITIVO ( + )
Resistor é sinônimo de PERDA de potencial: sinal NEGATIVO ( ─ )
Receptor é sinônimo de PERDA de potencial: sinal NEGATIVO ( ─ )
Observações:
I) A tensão em um gerador é o E (tensão ideal ou força eletromotriz),
II) A tensão em um receptor é o E’ (tensão ideal ou força contra eletromotriz)
III) A tensão em um resistor é U = R . i
IV) Quando o sentido de rotação da malha é contrária ao da corrente adotada, resolve-se o circuito normalmente, porém multiplica-se por (-1) apenas o ramo que ocorre tal conflito.

c) Exemplo de Lei de Kirchhoff das Tensões (LKC) ou Lei das Malhas:

Exemplo de Lei de Kirchhoff das Tensões (LKT)

Girando a malha α (no sentido horário) tendo como partida o Nó A, tem-se:

Para melhor identificar a soma das tensões, vamos utilizar as cores:

  • Em azul, perda de tensão nos resistores
  • Em vermelho, perda de tensão no receptor
  • Em verde, ganho de tensão no gerador

Banner geral

3. Exercício de Aplicação:

(ITA 2013 – Questão 14) Considere o circuito elétrico mostrado na figura formado por quatro resistores de mesma resistência, R = 10 Ω, e dois geradores ideais cujas respectivas forças eletromotrizes são ε1 = 30 V e ε2 = 10 V. Pode-se afirmar que as correntes i1 , i2 , i3 e i4 nos trechos indicados na figura, em ampères, são respectivamente de

a) 2, 2/3, 5/3 e 4.
b) 7/3, 2/3, 5/3 e 4.
c) 4, 4/3, 2/3 e 2.
d) 2, 4/3, 7/3 e 5/3.
e) 2, 2/3, 4/3 e 4
Para saber a resposta dessa questão, clique aqui e acesse o gabarito oficial do ITA.
O que achou deste resumo? Deixe seu comentário!
Para mais conteúdos sobre vestibular, continue acompanhando o Blog do Kuadro e assista às nossas Aulas Ao Vivo Gratuitas diariamente!

Instrumentos de Medida

Neste resumo, falaremos sobre os instrumentos de medida importantes para o estudo da Física: voltímetro, amperímetro e multímetro.

1. Voltímetro:

a) O que é Voltímetro?

Instrumento de medição de tensão ou de diferença de potencial elétrico. Voltímetro deriva da palavra volt (unidade de medida de tensão elétrica).

Voltímetro – Instrumento de medida de tensão

b) Símbolo:

Símbolo de voltímetro

c) Como utilizar:

Um instrumento de medida não deve interferir na medida que se quer obter, sendo assim o voltímetro deve ser LIGADO EM PARALELO ao trecho do circuito em que se quer saber a tensão.
A resistência interna de um voltímetro deve ser muito alta (tendendo ao infinito), pois desse modo praticamente não haverá alteração no valor de tensão medida por tal aparelho.

2. Amperímetro:

a) O que é Amperímetro?

Instrumento de medição de corrente elétrica. Amperímetro deriva da palavra ampère (unidade de medida de corrente elétrica).

Amperímetro – Instrumento de medida de corrente elétrica

b) Símbolo:

Símbolo de Amperímetro Ideal

c) Como utilizar:

Um instrumento de medida não deve interferir na medida que se quer obter, sendo assim o amperímetro deve ser LIGADO EM SÉRIE no trecho do circuito em que se quer saber a corrente.
A resistência interna de um amperímetro deve ser muito baixa (tendendo a zero), pois desse modo praticamente não haverá alteração no valor de corrente medido por tal aparelho.

3. Multímetro:

Multímetro é um equipamento eletrônico que permite realizar diversas medições elétricas. Um multímetro comum pode funcionar como voltímetro, como amperímetro ou como ohmímetro (medidor de resistência). Já alguns multímetros mais completos podem ter essas três funções básicas e ainda medir capacitância e verificar os terminais de um transistor.
Apesar de estudarmos separadamente o Voltímetro e o Amperímetro, na prática é mais comum utilizarmos o multímetro ao invés de utilizarmos os medidores individuais.

Multímetro digital

4. Exercício de Aplicação de instrumentos de medida:

(ENEM 2013 – Questão 72 – Caderno 1 Azul) Um eletricista analisa o diagrama de uma instalação elétrica residencial para planejar medições de tensão e corrente em uma cozinha. Nesse ambiente existem uma geladeira (G), uma tomada (T) e uma lâmpada (L), conforme a ­figura. O eletricista deseja medir a tensão elétrica aplicada à geladeira, a corrente total e a corrente na lâmpada. Para isso, ele dispõe de um voltímetro (V) e dois amperímetros (A).

Para realizar essas medidas, o esquema da ligação desses instrumentos está representado em:
a) 
b)
c)
d)
e)
Para saber a resposta dessa questão, clique no link disponível em “ENEM 2013 – Questão 72 – Caderno 1 Azul” e procure a referida questão.

5. Exercício de Aplicação 2:

(Unicamp 2015 – Questão 68 – Versão Q) Quando as fontes de tensão contínua que alimentam os aparelhos elétricos e eletrônicos são desligadas, elas levam normalmente certo tempo para atingir a tensão de U = 0 V. Um estudante interessado em estudar tal fenômeno usa um amperímetro e um relógio para acompanhar o decréscimo da corrente que circula pelo circuito a seguir em função do tempo, após a fonte ser desligada em t = 0 s. Usando os valores de corrente e tempo medidos pelo estudante, pode-se dizer que a diferença de potencial sobre o resistor R = 0,5 kΩ para t = 400 ms é igual a

a) 6V
b) 12V
c) 20V
d) 40V
Para saber a resposta dessa questão, clique aqui e acesse o gabarito oficial da Unicamp (procure pela questão 68).
O que achou deste resumo? Deixe seu comentário!
Para mais conteúdos sobre vestibular, continue acompanhando o Blog do Kuadro e assista às nossas Aulas Ao Vivo Gratuitas diariamente!

Capacitores

Neste post, falaremos sobre o que são capacitores para a Física! Quais suas funções, como é feita a associação de capacitores e como esse tema é cobrado no vestibular! Para outros resumos de Física, clique aqui.

1. Capacitor e Capacitância:

a) Definição de capacitor:

Componente eletrônico capaz de armazenar uma quantidade de carga e, caso necessário, descarregá-la no circuito.
O capacitor funciona como uma espécie de “caixa d’água” do circuito. Quando a passagem de corrente elétrica é interrompida, o capacitor é acionado para liberar a quantidade de carga elétrica que inicialmente estava armazenado nele. Desse modo, o circuito não sofre bruscas quedas de corrente e de tensão e evita a queima de vários componentes que estão conectados no circuito elétrico.

Capacitores

b) Símbolo de capacitor:

Símbolo de Capacitor

c) Capacitância:

Capacitância é a grandeza física que mede a relação de carga armazenada em um capacitor. Essa medição é feita pela diferença de potencial elétrica aplicada em seus terminais.
Tal grandeza é determinada pela seguinte equação:
\dpi{120} C=\frac{Q}{U}
Onde:
C = capacitância em F (farad)
Q = carga elétrica armazenada no capacitor em C (coulomb)
U = diferença de potencial elétrica nos terminais do capacitor em V (volt)

2. Energia Potencial Elétrica em Capacitores:

A energia potencial elétrica armazenada em um capacitor é determinada pela seguinte equação:
\dpi{120} E_{p}=\frac{Q\cdot U}{2}
No entanto, tal equação pode ser reescrita em outros dois formatos quando faz-se a substituição de Q ou de U pela expressão da definição de capacitância:
\dpi{120} E_{p}=\frac{C\cdot U^2}{2}       ou     \dpi{120} E_{p}=\frac{Q^2}{2\cdot C}
Onde:
Ep = energia potencial elétrica armazenada no capacitor em J (joule)

3. Associação de Capacitores:

a) Capacitores associados em série:

Diz-se que há uma associação de capacitores em série quando eles estão associados do seguinte modo:

Capacitores Associados em Série

A capacitância equivalente entre os pontos A e B é determinada pela seguinte equação:
\dpi{120} \frac{1}{C_{equivalente}}=\frac{1}{C_1}+\frac{1}{C_2}+\frac{1}{C_3}+\frac{1}{C_4}+\cdots+\frac{1}{C_n}

b) Capacitores associados em paralelo:

Diz-se que há uma associação de capacitores em paralelo quando eles estão associados do seguinte modo:

Capacitores Associados em Paralelo

A capacitância equivalente entre os pontos A e B é determinada pela seguinte equação:
\dpi{120} C_{equivalente}=C_1+C_2+C_3+C_4+\cdots+C_n

c) Observações:

I) A associação de capacitores em série possui as mesmas equações de uma associação de resistores em paralelo. Troca-se apenas os valores de resistência por valores de capacitância.
II) A associação de capacitores em paralelo possui as mesmas equações de uma associação de resistores em série. Troca-se apenas os valores de resistência por valores de capacitância.
Caso queira relembrar as associações de resistores, clique aqui e acesse o nosso resumo.
III) Na associação de capacitores em série, cada capacitor possui o mesmo valor de carga elétrica (Q). Já na associação em paralelo, cada capacitor está submetido a mesma diferença de potencial elétrica (U).

4. Capacitor de placas planas paralelas:

O capacitor mais comum de aparecer em questões de vestibular é o capacitor de placas paralelas. A seguir é apresentado um esquema simplificado dele:

Capacitor de placas paralelas

A capacitância desse capacitor pode ser determinada em função das suas características construtivas, sendo expressa pela seguinte equação:
\dpi{120} C=\frac{k\cdot \varepsilon_{o}\cdot A}{d}
Onde:
A = área das placas (em m²)
d = distância que separa as placas (em m)
k = constante dielétrica do meio (adimensional)
\dpi{120} k=\frac{\varepsilon_{meio}}{\varepsilon_o}
Onde:
εmeio = permissividade do dielétrico contido entre as placas
εo = permissividade do vácuo = 8,85 . 10-12 F/m

5. Exercício de Aplicação:

(ENEM 2016 – 2ª Aplicação – Questão 51 – Caderno 1 Azul) Um cosmonauta russo estava a bordo da estação espacial MIR quando um de seus rádios de comunicação quebrou. Ele constatou que dois capacitores do rádio de 3 μF e 7 μF ligados em série estavam queimados. Em função da disponibilidade, foi preciso substituir os capacitores defeituosos por um único capacitor que cumpria a mesma função.
Qual foi a capacitância, medida em μF, do capacitor utilizado pelo cosmonauta?
a) 0,10
b) 0,50
c) 2,1
d) 10
e) 21
Para saber a resposta dessa questão, clique aqui e acesse o gabarito oficial disponibilizado pela INEP (procure a resposta da questão 51).
O que achou deste post? Se gostou, deixe seu comentário ou sugestão!
Para mais conteúdos sobre vestibular, continue acompanhando o Blog do Kuadro e assista às nossas Aulas Ao Vivo Gratuitas diariamente!

Geradores e Receptores Elétricos

Neste post, falaremos sobre o que são geradores e receptores elétricos, quais suas utilidades e funções e como eles são cobrados nos vestibulares.

1. Definições:

a) Gerador:

É o dispositivo que converte alguma modalidade de energia em energia elétrica.

b) Receptor:

É o dispositivo que converte energia elétrica em outra modalidade de energia.

c) Símbolos:

I) Gerador ou receptor IDEAL: a resistência interna é muito pequena se comparada as demais resistências do circuito.

Símbolo do gerador ou do receptor ideal

II) Gerador ou receptor REAL: a resistência interna possui um valor próximo das demais resistências do circuito.

Símbolo do gerador ou do receptor real

d) Observações:

I) Fisicamente gerador e receptor são a mesma coisa, a diferença entre eles se dá pelo sentido de circulação da corrente.
Exemplo: uma bateria de telefone celular é gerador quando se está utilizando o celular e a mesma bateria passa a ser um receptor quando se coloca o celular para carregar.
II) Só é possível existir um receptor se no circuito há um gerador.
III) O potencial elétrico de um gerador necessariamente é superior ao potencial elétrico de um receptor.
IV) Algumas pessoas podem pensar que a resistência interna é um resistor que existe dentro de um gerador ou de um receptor, porém na realidade ela é uma simplificação de todas as resistências que surgiram devido à construção do gerador ou do receptor.

Banner geral

2. Equações características:

a) Gerador:

Funcionamento de  um Gerador Real

A equação característica de um gerador expressa o cálculo do potencial elétrico real (U) disponibilizado pelo gerador ao circuito em que ele está inserido.
\dpi{120} U=E-r\cdot i
Onde:
U = tensão disponível do gerador para fornecer ao circuito (em V)
E = tensão ideal do gerador (em V)
r = resistência interna do gerador (em Ω)
i = corrente que atravessa o gerador quando este está inserido em um circuito (em A)

b) Receptor:

Funcionamento de um Receptor Real

A equação característica de um receptor expressa o cálculo do potencial elétrico (U’) necessário para o receptor funcionar em um circuito, considerando-se a tensão ideal do receptor (E’) e a tensão perdida devido à existência de resistências internas.
\dpi{120} U'=E'+r'\cdot i
Onde:
U’ = tensão necessária para o funcionamento do receptor (em V)
E’ = tensão ideal do receptor (em V)
r’ = resistência interna do receptor (em Ω)
i = corrente que atravessa o receptor quando este está inserido em um circuito (em A)

3. Associação de geradores e receptores elétricos:

As formas como são feitas as associações de geradores e de receptores são iguais. Porém as associações apresentadas a seguir só tem validade se forem feitas só com geradores ou só com receptores, nunca misturando os dois.

a) Diferentes geradores associados em série:

Associação em série de diferentes geradores

A tensão ideal equivalente nessa associação é dada pela seguinte expressão:
\dpi{120} E_{equivalente}=E_1+E_2+E_3+\cdots +E_n
A resistência equivalente é determinada pela seguinte expressão:
\dpi{120} r_{equivalente}=r_1+r_2+r_3+\cdots +r_n

b) Geradores iguais associados em paralelo:

Associação em paralelo de geradores iguais

A tensão ideal equivalente nessa associação é dada pela seguinte expressão:
\dpi{120} E_{equivalente}=E
A resistência equivalente é determinada pela seguinte expressão:
\dpi{120} r_{equivalente}=\frac{r}{N}
Onde: N é o número total de geradores associados em paralelo

4. Exercício de Aplicação:

(ENEM 2017 – Questão 129 – Caderno 7 Azul) Em algumas residências, cercas eletrificadas são utilizadas com o objetivo de afastar possíveis invasores. Uma cerca eletrificada funciona com uma diferença de potencial elétrico de aproximadamente 10.000 V. Para que não seja letal, a corrente que pode ser transmitida através de uma pessoa não deve ser maior do que 0,01 A. Já a resistência elétrica corporal entre as mãos e os pés de uma pessoa é da ordem de 1.000 Ω. Para que a corrente não seja letal a uma pessoa que toca a cerca eletrificada, o gerador de tensão deve possuir uma resistência interna que, em relação à do corpo humano, é
a) praticamente nula.
b) aproximadamente igual.
c) milhares de vezes maior.
d) da ordem de 10 vezes maior.
e) da ordem de 10 vezes menor.
Para saber a resposta dessa questão, clique aqui e acesse o gabarito oficial disponibilizado pela INEP (procure a resposta da questão 129).
O que achou do Resumo Teórico de Geradores e Receptores Elétricos? Deixe seu comentário!
Para mais conteúdos sobre vestibular, continue acompanhando o Blog do Kuadro e assista às nossas Aulas Ao Vivo Gratuitas diariamente!

Associação de Resistores

O assunto “Associação de Resistores” é continuação do estudo de resistência elétrica que foi iniciado no resumo de “Leis de Ohm”. Caso queira revê-lo clique aqui.
Muitas vezes, em uma associação de resistores, deseja-se saber a resistência equivalente do trecho de um circuito. Por isso, a seguir são apresentados os principais modos de associação de resistores e como pode ser calculada a resistência equivalente em cada caso.

1. Associação em Série

a) Caso geral:

Diz-se que há uma associação de resistores em série quando os resistores estão associados do seguinte modo:

Resistores diferentes associados em série

A resistência equivalente é determinada pela seguinte equação:
\dpi{120} R_{equivalente}=R_1+R_2+R_3+R_4+\cdots+R_n
Dica: De forma prática, para saber se os resistores estão associados em série basta você verificar se há um único CAMINHO OBRIGATÓRIO a se percorrer. Ou seja, para a corrente elétrica sair de A e ir até B, obrigatoriamente, ela terá que passar por todos os resistores associados em série.

b) Resistores iguais associados em série:

Resistores iguais associados em série

A resistência equivalente é determinada pela seguinte equação:
\dpi{120} R_{equivalente}=N\cdot R

c) Grandezas elétricas em uma associação em série:

A corrente elétrica (i) em um trecho que possui resistores associados em série é igual para todos os resistores. Sendo assim, a tensão (U) é diretamente proporcional ao valor de resistência (R) de cada resistor.

2. Associação em Paralelo

a) Caso geral:

Diz-se que há uma associação de resistores em série quando os resistores estão associados do seguinte modo:

Resistores diferentes associados em paralelo

A resistência equivalente é determinada pela seguinte equação:
\dpi{120} \frac{1}{R_{equivalente}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\frac{1}{R_3}+\frac{1}{R_4}+\cdots+\frac{1}{R_n}
Dica: De forma prática, para saber se os resistores estão associados em paralelo basta você verificar se há vários CAMINHOS OPCIONAIS a se percorrer Ou seja, para a corrente elétrica sair do ponto A e chegar no ponto B ela tem a opção de escolher vários caminho possíveis.

b) Dois resistores diferentes associados em paralelo:

Associação em paralelo de dois resistores diferentes

A resistência equivalente é determinada pela seguinte equação:
\dpi{120} R_{equivalente}=\frac{R_1\cdot R_2}{R_1+R_2}

c) Resistores iguais associados em paralelo:

N resistores iguais associados em paralelo

A resistência equivalente é determinada pela seguinte equação:
\dpi{120} R_{equivalente}=\frac{R}{N}

d) Grandezas elétricas em uma associação em paralelo:

A diferença de potencial elétrico (ddp ou U) em um trecho que possui resistores associados paralelo é igual para todos os resistores. Sendo assim, a corrente elétrica (i) que passa por cada resistor é inversamente proporcional ao valor de resistência (R) de cada resistor.

3. Ponte de Wheatstone

É um caso particular de associação de resistores, mostrado na figura a seguir:

Ponte de Wheatstone

Quando a ponte de Wheatstone está equilibrada, tem-se que a diferença de potencial elétrico entre os pontos C e D é nulo. Isto é, não passará corrente entre tais pontos se estes forem conectados por qualquer componente elétrico que não altere a ddp entre CD.
Isso ocorre toda vez que é verificada a seguinte relação:
\dpi{120} R_1\cdot R_4 = R_2\cdot R_3
Por exemplo: se for conectado um resistor entre os pontos CD e a ponte de Wheatstone estiver equilibrada, então a corrente que atravessa esse resistor é igual a zero e tal resistor poderá ser retirado do circuito sem causar impacto no cálculo da resistência equivalente entre A e B.

4. Exercício de Aplicação de Associação de Resistores

(ENEM 2017 – Questão 110 – Caderno 7 Azul) Fusível é um dispositivo de proteção contra sobrecorrente em circuitos. Quando a corrente que passa por esse componente elétrico é maior que sua máxima corrente nominal, o fusível queima. Dessa forma, evita que a corrente elevada danifique os aparelhos do circuito. Suponha que o circuito elétrico mostrado seja alimentado
por uma fonte de tensão U e que o fusível suporte uma corrente nominal de 500 mA.

ENEM 2017 – Questão 110 do Caderno 7

Qual é o máximo valor de tensão U para que o fusível não queime?
a) 20 V
b) 40 V
c) 60 V
d) 120 V
e) 185 V
Para saber a resposta dessa questão, clique aqui e acesse o gabarito oficial disponibilizado pela INEP (procure a resposta da questão 110).
O que achou do Resumo Teórico – Associação de Resistores? Deixe seu comentário!
Para mais conteúdos sobre vestibular, continue acompanhando o Blog do Kuadro e assista às nossas Aulas Ao Vivo Gratuitas diariamente!

Leis de Ohm

1. Definição de Resistência Elétrica:

Muito importante para as Leis de Ohm, a resistência elétrica é a capacidade que um material tem de resistir à passagem de corrente elétrica. Matematicamente, define-se resistência através da expressão:
\dpi{120} R=\frac{U}{i}
Onde:
R = resistência elétrica em Ω (ohm)
U = tensão ou diferença de potencial em V (volt)
i = corrente elétrica em A (ampère)
Apesar da definição da resistência ser expressa pela equação acima, em grande parte das vezes ela é memorizada no seguinte formato:
\dpi{120} U=R\cdot i

2. Leis de Ohm:

1ª Lei de Ohm:

Georg Simon Ohm, ao realizar estudos com resistências elétricas, percebeu que havia um grupo de resistências que não variava a relação tensão pela corrente elétrica. Tais resistências possuíam a capacidade de estabelecer previsões em seu comportamento quando colocados em um circuito elétrico. Essas resistências são chamadas de “Resistências Ôhmicas”.
A 1ª lei de Ohm pode ser escrita através da seguinte equação:
\dpi{120} R=\frac{U}{i}=constante
Observação: Hoje sabe-se que essa relação é verdadeira quando a temperatura é mantida constante.

2ª Lei de Ohm:

A 2ª lei de Ohm fala sobre a determinação da resistência elétrica em um fio qualquer, a qual é expressa através da seguinte equação:
\dpi{120} R=\frac{\rho \cdot\l }{A}
Onde:
ρ = resistividade elétrica do material (em Ω.m)
l = comprimento do fio (em m)
A = área da seção transversal do fio (em m2)

3. Resistores:

Resistor é um componente elétrico responsável por fornecer resistência a um determinado trecho do circuito elétrico. Eletricamente, o resistor tem o objetivo de “barrar” a velocidade de deslocamento dos elétrons a fim de controlar a corrente elétrica que percorre o circuito.
O resistor pode ser simbolizado por dois símbolos diferentes, os quais são apresentados a seguir:

Simbologia de resistores
Simbologia de resistores

4. Tipos de Resistores:

I) Resistores Ôhmicos:

São resistores comuns, muito utilizado em circuitos eletrônicos. Esses resistores mantêm praticamente inalterada sua resistência.

Resistores
Resistores

II) Reostatos e potenciômetros:

São resistores não ôhmicos utilizados para variar corrente que passa em um circuito elétrico.

Potenciômetro
Potenciômetro

5. Potência em Resistores:

Se a resistência do resistor é desconhecida, porém sabe-se a tensão (U) aplicada em seus terminais e a corrente elétrica (i) que o atravessa, determina-se a potência utilizando a seguinte equação:
\dpi{120} P=U\cdot i
Se a corrente elétrica que atravessa o resistor é desconhecida, mas a resistência (R) e a tensão (U) aplicada em seus terminais são conhecidas, determina-se a potência utilizando a seguinte equação:
\dpi{120} P=\frac{U^2}{R}
Se a tensão aplicada nos terminais do resistor é desconhecida, mas a resistência (R) e a corrente elétrica (i) que o atravessa são conhecidas, determina-se a potência utilizando a seguinte equação:
\dpi{120} P=R\cdot i^2

6. Exercício de Aplicação:

(ENEM 2017 – Questão 93 – Caderno 7 azul) Dispositivos eletrônicos que utilizam materiais de baixo custo, como polímeros semicondutores, têm sido desenvolvidos para monitorar a concentração de amônia (gás tóxico e incolor) em granjas avícolas. A polianilina é um polímero semicondutor que tem o valor de sua resistência elétrica nominal quadruplicado quando exposta a altas concentrações de amônia. Na ausência de amônia, a polianilina se comporta como um resistor ôhmico e a sua resposta elétrica é mostrada no gráfico.

ENEM 2017
ENEM 2017

O valor da resistência elétrica da polianilina na presença de altas concentrações de amônia, em ohm, é igual a
a) 0,5 × 100.
b) 2,0 × 100.
c) 2,5 × 105.
d) 5,0 × 105.
e) 2,0 × 106.
Para saber a resposta dessa questão, clique aqui e acesse o gabarito oficial disponibilizado pela INEP (procure a resposta da questão 93).
O que achou do Resumo Teórico soobre Leis de Ohm? Deixe seu comentário!
Para mais conteúdos sobre vestibular, continue acompanhando o Blog do Kuadro e assista às nossas Aulas Ao Vivo Gratuitas diariamente!

Corrente Elétrica

1. Definição:

a) Escrita:

Corrente elétrica (i) é o movimento ordenado de cargas elétricas causado por uma diferença de potencial elétrico (ddp).

b) Através de equação:

\dpi{120} i=\frac{\Delta Q}{\Delta t}
Onde:
Δt = intervalo de tempo (s)
ΔQ = variação da carga de n elétrons (C)
A variação da carga elétrica (ΔQ) é calculada através da seguinte equação:
\dpi{120} \Delta Q=\Delta n\cdot e
Onde:
Δn = variação do número de elétrons que atravessa a seção do fio
e = carga elementar = 1,6 . 10-19 C

2. Sentido Convencional da Corrente:

Quando começou-se a estudar corrente elétrica, acreditava-se que quem se movimentava eram as cargas positivas. No entanto depois de um longo tempo descobriu-se que a corrente elétrica era causada pela movimentação dos elétrons.
Como já haviam se desenvolvido algumas teorias considerando o movimento de cargas positivas e que a mudança das cargas nada iriam interferir, a comunidade científica decidiu adotar um sentido convencional da corrente elétrica (o qual seria embasado toda a teoria da eletrodinâmica) e deixar explícito que quem se movimentam são os elétrons no sentido contrário da corrente convencionada.

Sentido Convencional da Corrente Elétrica
Sentido Convencional da Corrente Elétrica

3. Classificação:

a) Corrente alternada (CA ou AC):

Gráfico da Corrente Alternada
Gráfico da Corrente Alternada

Essa forma de corrente elétrica está diretamente relacionada ao fato dela ser oriunda de um fenômeno eletromagnético.
Tal corrente é utilizada para o funcionamento de motores elétricos de grande porte e também na distribuição da energia elétrica da usina de produção até as residências.

b) Corrente contínua (CC ou DC):

Gráfico da Corrente Contínua
Gráfico da Corrente Contínua

Essa forma de corrente elétrica é muito comum em pilhas, baterias e em equipamentos elétricos que possuem retificador de corrente.

4. Potência:

a) Equação da mecânica:

\dpi{120} P=\frac{\Delta E}{\Delta t}
A equação da potência definida na mecânica é utilizada na elétrica para calcular variação de energia (ΔE), sendo assim o formato mais utilizado é:
\dpi{120} \Delta E=P\cdot \Delta t
Onde usualmente:
P é dado em kW
Δt é dado em h
Sendo assim ΔE possuirá a unidade kW.h

b) Equação da elétrica:

\dpi{120} P=U\cdot i
Onde:
P = potência em W (watt)
U = tensão ou d.d.p em V (volt)
i = corrente elétrica em A (ampère)

5. Exercício de Aplicação:

(ENEM 2013 – Questão 46 – Versão Azul) Músculos artificiais são dispositivos feitos com plásticos inteligentes que respondem a uma corrente elétrica com um movimento mecânico. A oxidação e redução de um polímero condutor criam cargas positivas e/ou negativas no material, que são compensadas com a inserção ou expulsão de cátions ou ânions. Por exemplo, na ­figura os filmes escuros são de poli pirrol e o filme branco é de um eletrólito polimérico contendo um sal inorgânico. Quando o poli pirrol sofre oxidação, há a inserção de ânions para compensar a carga positiva no polímero e o filme se expande. Na outra face do dispositivo o filme de poli pirrol sofre redução, expulsando ânions, e o ­filme se contrai. Pela montagem, em sanduíche, o sistema todo se movimenta de forma harmônica, conforme mostrado na ­figura.

Enem 2013
Enem 2013

A camada central de eletrólito polimérico é importante porque
a) absorve a irradiação de partículas carregadas, emitidas pelo aquecimento elétrico dos filmes de poli pirrol.
b) permite a difusão dos íons promovida pela aplicação de diferença de potencial, fechando o circuito elétrico.
c) mantém um gradiente térmico no material para promover a dilatação/contração térmica de cada filme de poli pirrol.
d) permite a condução de elétrons livres, promovida pela aplicação de diferença de potencial, gerando corrente elétrica.
e) promove a polarização das moléculas poliméricas, o que resulta no movimento gerado pela aplicação de diferença de potencial.
Para saber a resposta dessa questão, clique acima em “ENEM 2013 – Questão 46 – Versão Azul” e procure a questão 46, a resposta oficial disponibilizada pelo INEP está na própria questão.
O que achou do Resumo Teórico – Corrente Elétrica? Deixe seu comentário!
Continue acompanhando o Blog do Kuadro para mais resumos teóricos e assista às nossas Aulas Ao Vivo Gratuitas diariamente!

LOGO-KUADRO-branco

PDF – MÉTODO KUADRO DE APROVAÇÃO

Preencha o formulário e receba o seu PDF