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Exercícios sobre Corrente Elétrica (com gabarito explicado)

Rafael C. Asth

Professor de Matemática e Física

A corrente elétrica representa a quantidade de carga que atravessa um condutor por unidade de tempo. A unidade de corrente elétrica no sistema internacional é o ampère (A).

Nos cálculos de circuitos elétricos frequentemente temos que calcular a corrente que atravessa seus terminais. Sendo um conteúdo muito cobrado nos vestibulares.

Questão 1

Qual das seguintes afirmações sobre corrente elétrica está correta?

a) A corrente elétrica é uma forma de energia armazenada em baterias.
b) A corrente elétrica é o movimento ordenado de partículas carregadas em um circuito elétrico.
c) A corrente elétrica só pode ser gerada por meio de raios durante uma tempestade.
d) A corrente elétrica é um tipo de energia mecânica utilizada em motores.

Ver Resposta

Resposta correta: b) A corrente elétrica é o movimento ordenado de partículas carregadas em um circuito elétrico.

A corrente elétrica é definida como o fluxo ordenado de partículas carregadas, como elétrons, através de um condutor, como um fio metálico.

Quando uma fonte de tensão, como uma bateria, é conectada a um circuito elétrico fechado, ela fornece a energia necessária para impulsionar os elétrons através do circuito, criando assim a corrente elétrica.

Questão 2

Qual das seguintes afirmações sobre a Lei de Ohm está correta?

a) A Lei de Ohm afirma que a corrente elétrica em um circuito é diretamente proporcional à resistência elétrica.
b) De acordo com a Lei de Ohm, a resistência elétrica é inversamente proporcional à voltagem aplicada.
c) A Lei de Ohm estabelece que a corrente elétrica em um circuito é igual à voltagem aplicada dividida pela resistência elétrica.
d) Segundo a Lei de Ohm, a resistência elétrica é a quantidade de carga elétrica que passa por um ponto em um segundo.

Ver Resposta

Resposta correta: c) A Lei de Ohm estabelece que a corrente elétrica em um circuito é igual à voltagem aplicada dividida pela resistência elétrica.

A Lei de Ohm estabelece que a corrente elétrica em um circuito é diretamente proporcional à voltagem aplicada e inversamente proporcional à resistência elétrica.

$reto V igual a reto R espaço. espaço reto i$

I é a corrente elétrica;
V é a voltagem aplicada ;
R é a resistência elétrica.

Logo,

$reto i igual a reto V sobre reto R$

Questão 3

Um fio condutor é atravessado por uma corrente elétrica de 2,5 A. Sabendo que a carga elementar do elétron é e = 1,6 × 10⁻¹⁹ C, determine quantos elétrons atravessam uma seção transversal desse fio em 4 segundos.

a) 6,25 × 10¹⁹ elétrons

b) 1,0 × 10¹⁹ elétrons

c) 6,25 × 10²⁰ elétrons

d) 1,6 × 10¹⁹ elétrons

e) 2,5 × 10¹⁹ elétrons

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Questão 4

Três fios condutores, A, B e C, são percorridos por correntes elétricas constantes. No fio A, uma carga de 120 C atravessa sua seção transversal em 40 s. No fio B, passam 5,0 × 10²⁰ elétrons a cada 10 s. No fio C, a corrente elétrica é de 2,0 A. Considerando a carga elementar e = 1,6 × 10⁻¹⁹ C, qual é a relação correta entre as correntes elétricas desses três fios?

a) iA ＞ iB ＞ iC

b) iC ＞ iA ＞ iB

c) iB ＞ iA ＞ iC

d) iA ＞ iC ＞ iB

e) iC ＞ iB ＞ iA

Questão 5

Um estudante está analisando o circuito elétrico de sua casa e observa que o disjuntor da cozinha suporta uma corrente máxima de 30 A em uma tensão de 127 V. Nessa cozinha, estão ligados simultaneamente os seguintes aparelhos: um micro-ondas de 1200 W, uma geladeira de 400 W, um liquidificador de 600 W e uma cafeteira de 800 W. O estudante deseja ligar também um forno elétrico. Qual deve ser a potência máxima desse forno para que o disjuntor NÃO desarme?

a) 500 W

b) 810 W

c) 1200 W

d) 1500 W

e) 2000 W

Questão 6

Em uma residência, um chuveiro elétrico de potência 5400 W está ligado a uma tensão de 220 V. Quando esse chuveiro está em funcionamento, qual é a intensidade da corrente elétrica que passa por ele? Além disso, se o chuveiro ficar ligado por 15 minutos, qual será o consumo de energia elétrica em kWh?

a) i = 24,5 A e E = 1,35 kWh

b) i = 20,0 A e E = 1,50 kWh

c) i = 24,5 A e E = 2,00 kWh

d) i = 30,0 A e E = 1,35 kWh

e) i = 20,0 A e E = 2,50 kWh

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Questão 7

(UERJ - 2019) Resistores ôhmicos idênticos foram associados em quatro circuitos distintos e submetidos à mesma tensão U_A,B. Observe os esquemas:

Nessas condições, a corrente elétrica de menor intensidade se estabelece no seguinte circuito:

a) I
b) II
c) III
d) IV

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Sendo os resistores ôhmicos, podemos aplicar a lei de Ohm nos 4 circuitos propostos, ou seja:

U_A,B = R_eq.i

Analisando essa relação, concluímos que se a tensão nos terminais AB é a mesma para todos os circuitos, então terá menor corrente aquele que tiver maior resistência equivalente.

Portanto, precisamos calcular a resistência equivalente em cada circuito.

I) Temos quatro resistores associados em paralelo. Desta forma, a resistência equivalente será encontrada fazendo:

$1 sobre R com e q subscrito fim do subscrito igual a 1 sobre R mais 1 sobre R mais 1 sobre R mais 1 sobre R 1 sobre R com e q subscrito fim do subscrito igual a 4 sobre R R com e q subscrito fim do subscrito igual a R sobre 4$

II) Nesse circuito, os resistores estão associados em série e paralelo (associação mista). Temos três ramos, com dois resistores associados em série em cada ramo.

Começamos encontrando a resistência equivalente da série. Assim, temos:

$R com s é r i e subscrito fim do subscrito igual a R mais R igual a 2 R$

Desta forma, o circuito pode ser substituído por um circuito em paralelo, com um resistor de 2R em cada um dos 3 ramos.

Podemos agora calcular a resistência equivalente da associação em paralelo que será a resistência equivalente do circuito:

$1 sobre R com e q subscrito fim do subscrito igual a numerador 1 sobre denominador 2 R fim da fração mais numerador 1 sobre denominador 2 R fim da fração mais numerador 1 sobre denominador 2 R fim da fração 1 sobre R com e q subscrito fim do subscrito igual a numerador 3 sobre denominador 2 R fim da fração R com e q subscrito fim do subscrito igual a numerador 2 R sobre denominador 3 fim da fração$

III) Esse também é um circuito misto, com dois resistores associados em paralelo e em série com um terceiro resistor.

Encontrando a resistência equivalente do paralelo, temos:

$1 sobre R com p a r a l e l o subscrito fim do subscrito igual a 1 sobre R mais 1 sobre R 1 sobre R com p a r a l e l o subscrito fim do subscrito igual a 2 sobre R R com p a r a l e l o subscrito fim do subscrito igual a R sobre 2$

A resistência equivalente do circuito é encontrada somando a resistência equivalente do paralelo com a resistência R, então temos:

$R com e q subscrito fim do subscrito igual a R sobre 2 mais R R com e q subscrito fim do subscrito igual a numerador 3 R sobre denominador 2 fim da fração$

IV) Agora temos três resistores em série associados em paralelo com outros dois resistores em série. Vamos primeiro encontrar a resistência equivalente de cada série:

$R com s e r i e 3 subscrito fim do subscrito igual a R mais R mais R igual a 3 R R com s e r i e 2 subscrito fim do subscrito igual a R mais R igual a 2 R$

Agora, encontraremos a resistência equivalente do circuito calculando a resistência equivalente do paralelo:

$1 sobre R com e q subscrito fim do subscrito igual a numerador 1 sobre denominador 3 R fim da fração mais numerador 1 sobre denominador 2 R fim da fração 1 sobre R com e q subscrito fim do subscrito igual a numerador 2 mais 3 sobre denominador 6 R fim da fração R com e q subscrito fim do subscrito igual a numerador 6 R sobre denominador 5 fim da fração$

Agora que encontramos as resistências equivalentes de cada circuito, temos que identificar qual é a maior. Sendo:

$R sobre 4 menor que numerador 2 R sobre denominador 3 fim da fração menor que numerador 6 R sobre denominador 5 fim da fração menor que numerador 3 R sobre denominador 2 fim da fração$

Concluímos que no circuito III, que apresenta a maior resistência, teremos a menor intensidade de corrente.

Alternativa: c) III

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Questão 8

(Enem - 2018) Alguns peixes, como o poraquê, a enguia-elétrica da Amazônia, podem produzir uma corrente elétrica quando se encontram em perigo. Um poraquê de 1 metro de comprimento, em perigo, produz uma corrente em torno de 2 ampères e uma voltagem de 600 volts.

O quadro apresenta a potência aproximada de equipamentos elétricos.

O equipamento elétrico que tem potência similar àquela produzida por esse peixe em perigo é o

a) Exaustor.
b) Computador.
c) Aspirador de pó.
d) Churrasqueira elétrica.
e) Secadora de roupas.

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Primeiro precisamos descobrir qual é o valor da potência produzida pelo peixe, para isso vamos usar a fórmula da potência e substituir os valores apresentados:

$letra maiúscula p cursiva igual a U. i letra maiúscula p cursiva igual a 600.2 igual a 1200 espaço W$

Comparando com os dados da tabela, identificamos que essa potência equivale a uma churrasqueira elétrica.

Alternativa: d) churrasqueira elétrica.

Questão 9

(PUC/RJ - 2018) Em um circuito elétrico, dois resistores idênticos, de resistência R, são instalados em paralelo e ligados, em série, a uma bateria e a um terceiro resistor, idêntico aos anteriores. Nesta configuração, a corrente que flui pelo circuito é I₀. Ao substituir esse terceiro resistor em série por outro, de resistência 2R, a nova corrente no circuito será

a) I₀
b) 3I₀/5
c) 3I₀/4
d) I₀/2
e) I₀/4

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Na primeira situação a resistência equivalente será dada por:

$R com e q 1 subscrito fim do subscrito igual a R sobre 2 mais R R com e q 1 subscrito fim do subscrito igual a numerador 3 R sobre denominador 2 fim da fração$

Na segunda situação, a resistência do resistor em série passa para 2R, logo a resistência equivalente nesta nova situação será igual a:

$R com e q 2 subscrito fim do subscrito igual a R sobre 2 mais 2 R R com e q 2 subscrito fim do subscrito igual a numerador R mais 4 R sobre denominador 2 fim da fração igual a numerador 5 R sobre denominador 2 fim da fração$

Como não houve mudança no valor da bateria que alimenta o circuito, então a tensão é a mesma em ambas as situações. Considerando a lei de Ohm, temos a seguintes igualdades:

$U igual a numerador 3 R sobre denominador 2 fim da fração I com 0 subscrito igual a numerador 5 R sobre denominador 2 fim da fração I I igual a numerador diagonal para cima risco 2 sobre denominador 5 diagonal para cima risco R fim da fração. numerador 3 diagonal para cima risco R sobre denominador diagonal para cima risco 2 fim da fração I com 0 subscrito igual a 3 sobre 5 I com 0 subscrito$

Alternativa: b) 3I₀/5

Questão 10

(Enem - 2017) 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.

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Para essa questão iremos usar a equação de um gerador, pois queremos comparar a resistência interna do gerador com a resistência do corpo humano. Essa equação é dada por:

$U igual a épsilon menos r. i$

Sendo:

U: a diferença de potencial do circuito (V)
ε: força eletromotriz (V)
r: resistência interna do gerador(Ω)
i: corrente (A)

O valor de U pode ser encontrado usando a lei de Ohm, ou seja, U = R.i. Note que essa resistência é a do circuito, que nesse caso é igual a resistência corporal.

Substituindo os valores do problema na equação do gerador, temos:

$R. i igual a épsilon menos r i 1 espaço 000.0 vírgula 01 igual a 10 espaço 000 menos r.0 vírgula 01 10 igual a 10 espaço 000 menos 0 vírgula 01 r 0 vírgula 01 r igual a 10 espaço 000 espaço menos espaço 10 r igual a numerador 9990 sobre denominador 0 vírgula 01 fim da fração igual a 999 espaço 000 ómega maiúsculo$

Agora, precisamos descobrir quantas vezes a resistência interna do gerador deve ser maior que a resistência corporal. Para isso, vamos dividir uma pela outra, isto é:

$r sobre R igual a numerador 999 espaço 000 sobre denominador 1 espaço 000 fim da fração igual a 999 r igual a 999 espaço R$

Portanto, a resistência interna do gerador deverá ser em torno de 1 000 vezes maior que a resistência do corpo da pessoa.

Alternativa: c) milhares de vezes maior.

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Questão 11

(Enem - 2016) Três lâmpadas idênticas foram ligadas no circuito esquematizado. A bateria apresenta resistência interna desprezível, e os fios possuem resistência nula. Um técnico fez uma análise do circuito para prever a corrente elétrica nos pontos: A, B, C, D e E; e rotulou essas correntes de I_A, I_B, I_C, I_D e I_E, respectivamente.

O técnico concluiu que as correntes que apresentam o mesmo valor são

a) I_A = I_E e I_C = I_D.
b) I_A = I_B = I_E e I_C = I_D.
c) I_A = I_B, apenas.
d) I_A = I_B = I_E, apenas.
e) I_C = I_B, apenas.

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No esquema abaixo representamos as correntes que percorrem os diversos ramos do circuito.

Seguindo o esquema, observamos que I_Ae I_B são iguais e que I_c e I_D também são iguais.

Alternativa: a) I_A = I_E e I_C = I_D

Questão 12

(Enem PPL - 2016) O choque elétrico é uma sensação provocada pela passagem de corrente elétrica pelo corpo. As consequências de um choque vão desde um simples susto a morte. A circulação das cargas elétricas depende da resistência do material. Para o corpo humano, essa resistência varia de 1 000 Ω , quando a pele está molhada, até 100 000 Ω, quando a pele está seca. Uma pessoa descalça, lavando sua casa com água, molhou os pés e, acidentalmente, pisou em um fio desencapado, sofrendo uma descarga elétrica em uma tensão de 120 V.

Qual a intensidade máxima de corrente elétrica que passou pelo corpo da pessoa?

a) 1,2 mA
b) 120 mA
c) 8,3 A
d) 833 A
e) 120 kA

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Queremos descobrir a corrente máxima que percorre o corpo da pessoa. Note que temos dois valores de resistência, um para o corpo seco e outra para o corpo molhado.

A corrente máxima, visto que a pessoa está como corpo molhado, será encontrada considerando o valor mínimo dado para a resistência, ou seja 1 000 Ω.

Considerando esse valor, vamos aplicar a lei de Ohm:

$U igual a R com m o l h a d o subscrito fim do subscrito. i com m á x subscrito fim do subscrito 120 igual a 1 espaço 000 espaço. espaço i com m á x subscrito fim do subscrito i com m á x subscrito fim do subscrito igual a numerador 120 sobre denominador 1 espaço 000 fim da fração igual a 0 vírgula 12 A igual a 120 espaço m A$

Alternativa: b) 120 mA

Questão 13

(Fuvest - 2010) Medidas elétricas indicam que a superfície terrestre tem carga elétrica total negativa de, aproximadamente, 600.000 coulombs. Em tempestades, raios de cargas positivas, embora raros, podem atingir a superfície terrestre. A corrente elétrica desses raios pode atingir valores de até 300.000 A. Que fração da carga elétrica total da Terra poderia ser compensada por um raio de 300.000 A e com duração de 0,5 s?

a) 1/2
b) 1/3
c) 1/4
d) 1/10
e) 1/20

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O valor da corrente é encontrado aplicando a seguinte fórmula:

$i igual a numerador Q sobre denominador incremento t fim da fração$

Sendo:

i: corrente (A)
Q: carga elétrica (C)
Δt: intervalo de tempo (s)

Substituindo os valores indicados, encontramos:

$300 espaço 000 igual a numerador Q com r a i o subscrito fim do subscrito sobre denominador 0 vírgula 5 fim da fração Q com r a i o subscrito fim do subscrito igual a 300 espaço 000.0 vírgula 5 Q com r a i o subscrito fim do subscrito igual a 150 espaço 000 espaço C$

Para conhecer a fração da carga elétrica total da Terra que poderia ser compensada pelo raio, vamos fazer a seguinte razão:

$Q com r a i o subscrito fim do subscrito sobre Q com T e r r a subscrito fim do subscrito igual a numerador 150 espaço 000 sobre denominador 600 espaço 000 fim da fração igual a 1 quarto$

Alternativa: c) 1/4

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