Um estudante, precisando instalar um computador,
um monitor e uma lâmpada em seu quarto, verificou
que precisaria fazer a instalação de duas tomadas e
um interruptor na rede elétrica. Decidiu esboçar com
antecedência o esquema elétrico.
“O circuito deve ser tal que as tomadas e a lâmpada
devem estar submetidas à tensão nominal da rede elétrica
e a lâmpada deve poder ser ligada ou desligada por um
interruptor sem afetar os outros dispositivos". - pensou.
Símbolos adotados:
Qual dos circulos esboçados atende às exigências?
Uma pessoa quer instalar uma iluminação decorativa para as festas de final de ano. Para isso, ela adquire um conjunto de 44 lâmpadas
ligadas em serie. Na sua residência a tensão da rede elétrica e de 220 V e a tomada utilizada pode fornecer o maxim° de 4 A de intensidade de corrente.
Quais as especificações das lâmpadas que devem ser utilizadas para obter o maxim° de potência na iluminação?
Em museus de ciências, é comum encontrarem-se máquinas que eletrizam materiais e geram intensas descargas elétricas. O gerador de Van de Graaff (Figura 1) é um exemplo, como atestam as faíscas (Figura 2) que ele produz. O experimento fica mais interessante quando se aproxima do gerador em funcionamento, com a mão, uma lâmpada fluorescente (Figura 3). Quando a descarga atinge a lâmpada, mesmo desconectada da rede elétrica, ela brilha por breves instantes. Muitas pessoas pensam que é o fato de a descarga atingir a lâmpada que a faz brilhar. Contudo, se a lâmpada for aproximada dos corpos da situação (Figura 2), no momento em que a descarga ocorrer entre eles, a lâmpada também brilhará, apesar de não receber nenhuma descarga elétrica.
A grandeza física associada ao brilho instantâneo da lâmpada fluorescente, por estar próxima a uma descarga elétrica, é o(a)
Fusíveis são dispositivos de proteção de um circuito elétrico, sensíveis ao excesso de corrente elétrica. Os modelos mais simples consistem de um filamento metálico de baixo ponto de fusão, que se funde quando a corrente ultrapassa determinado valor, evitando que as demais partes do circuito sejam danificadas. A figura mostra um diagrama de um circuito em que o fusível F protege um resistor R de 12 Ω, uma lãmpada L de 6 W e um alto-falante que conduz 1 A.
Sabendo que esse fusível foi projetado para trabalhar com uma corrente até 20% maior que a corrente nominal que atravessa esse circuito, qual é o valor, em ampères, da corrente máxima que o fusível F permite passar?
A figura apresenta a comparação dos gastos de três tipos de lâmpadas residenciais de mesmo brilho, durante cinco anos. Considera-se a utilização média de vinte pontos de luz, utilizando em média dez lâmpadas acesas durante 6 horas ao custo de R$ 0,30, para cada 1 kWh consumido.
Com base nas informações, a lâmpada energeticamente mais eficiente, a mais viável economicamente e a de maior vida útil são, respectivamente
O funcionamento dos geradores de usinas elétricas baseia-se no fenômeno da indução eletromagnética, descoberto por Michael Faraday no século XIX. Pode-se observar esse fenômeno ao se movimentar um imã e uma espira em sentidos opostos com módulo da velocidade igual a v, induzindo uma corrente elétrica de intensidade i, como ilustrados na figura.
A fim de se obter uma corrente com o mesmo sentido da apresentada na figura, utilizando os mesmos materiais, outra possibilidade é mover a espira para a
Um sistema de iluminação foi construído com um circuito de três lâmpadas iguais conectadas a um gerador ( G ) de tensão constante. Esse gerador possui uma chave que pode ser ligada nas posições A ou B.
Considerando o funcionamento do circuito dado, a lâmpada 1 brilhará mais quando a chave estiver na posição
Recentemente foram obtidos os fios de cobre mais finos possíveis, contendo apenas um átomo de espessura, que podem, futuramente, ser utilizados em microprocessadores. O chamado nanofio, representado na figura, pode ser aproximado por um pequeno cilindro de comprimento 0,5 nm (1 nm = 10-9 m). A seção reta de um átomo de cobre é 0,05 nm2 e a resistividade do cobre é 17 Ω. Um engenheiro precisa estimar se seria possível introduzir esses nanofios nos microprocessadores atuais.
AMORIM, E. P. M.; SILVA, E. Z. Ab initio study of linear atomic chains in copper nanowires. Physical Review B, v. 81, 2010 (adaptado).
Um nanofio utilizando as aproximações propostas possui resistência elétrica de
As cercas elétricas instaladas nas zonas urbanas são dispositivos de segurança planejados para inibir roubos e devem ser projetadas para, no máximo,
assustar as pessoas que toquem a fiação que delimits os domínios de uma propriedade. A legislação vigente que trata sobre as cercas elétricas determina
que a unidade de controle devera ser constituída, no mínimo, de um aparelho energizador de cercas que apresente um transformador e um capacitor.
Ela também menciona que o tipo de corrente elétrica deve ser pulsante. Considere que o transformador supracitado seja constitui de basicamente por
um enrolamento primário e outro secundário, e que este Ultimo esta ligado indiretamente a fiação .
A função do transformador em uma cerca elétrica
Os manuais dos fornos micro-ondas desaconselham, sob pena de perda da garantia, que eles sejam ligados em paralelo juntamente a outros aparelhos eletrodomésticos por meio de tomadas múltiplas, popularmente conhecidas como "benjamins" ou "tês", devido ao alto risco de incêndio e derretimento dessas tomadas, bem como daquelas dos próprios aparelhos.
Os riscos citados são decorrentes da
As moléculas de água são dipolos elétricos que
podem se alinhar com o campo elétrico, da mesma forma
que uma bússola se alinha com um campo magnético.
Quando o campo elétrico oscila, as moléculas de água
fazem o mesmo. No forno de micro–ondas, a frequência de
oscilação do campo elétrico é igual à frequência natural de
rotação das moléculas de água. Assim, a comida é cozida
quando o movimento giratório das moléculas de água
transfere a energia térmica às moléculas circundantes.
HEWITT, P. Física conceitual. Porto Alegre: Bookman, 2002 (adaptado).
A propriedade das ondas que permite, nesse caso, um
aumento da energia de rotação das moléculas de água é a
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 tornada(T) e uma lâmpada (L), conforme a figura. O eletricista deseja medir a tensão elétrica aplicada a 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 esta representado em:
Um circuito em série é formado por uma pilha, uma lâmpada incandescente e uma chave interruptora. Ao se ligar a chave, a lâmpada acende quase instantaneamente, irradiando calor e luz. Popularmente, associa-se o fenômeno da irradiação de energia a um desgaste da corrente elétrica, ao atravessar o filamento da lâmpada, e à rapidez com que a lâmpada começa a brilhar. Essa explicação está em desacordo com o modelo clássico de corrente.
De acordo com o modelo mencionado, o fato de a lâmpada acender quase instantaneamente está relacionado à rapidez com que
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 firmes escuros são de polipirrol e o filme branco é de um eletrólito polimérico contendo um sal inorgânico. Quando a polipirrol sofre oxidação, há a inserção de ânions pra compensar a carga positiva no polímero e o filme se expande. Na outra face do dispositivo o filme de polipirrol sofre redução, expulsando ânions, e o filme se contrai. Pela montagem, em sanduiche, o sistema todo se movimenta de forma harmônica, conforme mostrado na figura.
A camada central de eletrólito polimérico é importante porque:
Um grupo de amigos foi passar o fim de semana em
um acampamento rural, onde não há eletricidade. Uma
pessoa levou um gerador a diesel e outra levou duas
lâmpadas, diferentes fios e bocais. Perto do anoitecer,
iniciaram a instalação e verificaram que as lâmpadas
eram de 60 W – 110 V e o gerador produzia uma tensão
de 220 V.
Para que as duas lâmpadas possam funcionar de acordo
com suas especificações e o circuito tenha menor perda
possível, a estrutura do circuito elétrico deverá ser de dois
bocais ligados em
