Resolução comentada dos exercícios de vestibulares sobre Galvanômetro como Amperímetro e como Voltímetro – Ponte de Wheatstone

Resolução comentada dos exercícios de vestibulares sobre  

Galvanômetro como Amperímetro e como Voltímetro – Ponte de Wheatstone

01- A corrente de fundo de escala (iG) do galvanômetro continua a mesma  —  quem muda é a corrente de fundo de escala (I) do sistema (galvanômetro + resistência shunt em paralelo com ele), que funciona como amperímetro, indicando uma corrente maior que iG  —  R- B

02- Observe a figura abaixo  —  U=UG( 1 + RM/RG)  —  10=1(1 + RM/10)  —  RM=90Ω

É claro que o fator de multiplicação é 10 (uma tensão de fundo de escala de 1V deve indicar 10V)  —  R- A

03-  U=UG(1 + RM/RG)  —  100=20(1 + RM/2.000)  —  RM=8.000Ω=8kΩ  —  R- D

04- a) i=iG(1 + Rg/RS)  —  50.10-3=2.10-3(1 + 100/RS)  —  24=100/Rs  —  RS=4,2Ω (associado em paralelo com o galvanômetro)

b) Veja figura abaixo  —   U=U+ UM  —  20=RG.iG + RM.iM  —  20=100.0,002 + RM.0,002  —  20=0,2 + 0,002RM  — 

RM=9.900Ω  —  (associado em série com o galvanômetro)

05 o fator de multiplicação é n=10  —  I=n.iG  —  I=10.IG  —  iG=I/10  —  n=1 + RG/RS  —  10=1 + RG/R —  RS=RG/9  — 

R- B

06- U=RG.i + RM.i  —  10=0,5.10-3 + RM.10-3 (/10-3)  —   104=0,5 + RM  —  RM≈104Ω em série com o galvanômetro

07- U=UG + UM1  —  1=100.10-4 + R1.10-4 (/10-4) — 104= 100 + R1  —  R1=10.000 – 100  —  R1=9.900Ω  —  R1=9,9.103Ω  — 

UR2=10 – 1=9V  —  R2=UR2/i=9/10-4  —  R2=9.104Ω  —  UR3=100 – 10=90V  —  R3=UR3/i=90/10-4  —  R3=9.105Ω  —

R- C

08- I=iG(1 + Rg/RS)  —  4,5=3(1 + RG/RS)  —  4,5=3 + 4,5/R —  r=RS=3,0Ω  —  R- B

09- ventilador C, pois trata-se de uma ponte de Wheatstone, não passando corrente elétrica entre os pontos P e Q que estão sob mesma diferença de potencial, ou seja VP=VQ

10- Trata-se de uma ponte de Wheatstone, não passando corrente elétrica entre os pontos C e D que estão sob mesma diferença de potencial, ou seja CC=VD  —  R- C

11- Quando o galvanômetro indica zero, a ponte está em equilíbrio  —  150.R=300.(R.R1)/(R + R1)  —  150R2 + 150.R.R1=300R.R1  —  150R=150R1  —  R1=R  —  R- B

12- Relação comprimento-resistência  —  50Ω – 500mm  —  PΩ – 350mm  —  500P=50.350  —  P=35Ω  —  Q=50 – 35  —  Q=15Ω

(R2 + P).R1=Q.X  —  (30 + 15).210=35.X  —  X=270Ω  —  R- E

13- a) R=Ro(1 + αθ)  —  108=100(1 + 4.10-3θ)  — 1,08 – 1=4.10-3θ  —  θ=8.10-2/4.10-3  —  θ=20oC

b) R.R1=R1.R2  —  R=R2=108Ω  —  R=U/i  —  108=U/5.10-3  —  U=1.080.10-3  — U=1,08V

14- Se a corrente no galvanômetro é nula, a corrente i1 que passa por R4 é a mesma que passa por R1 e a corrente i2 é a mesma em R3 e R —  UCA=UCB  —  R4i1=R3i2  —  UAD=UBD  —  R1i1=R2i2  —  R- C 

15- a) 3.2=1.X  —  X=6Ω

b) Observe a seqüência abaixo

Req=8/3Ω  —  Req=U/i  —  8/3=12/i  —  i=36/8  —  i=4,5A

16- L1.(200 paralelo com 200)=L2.RX  —  20.100=50.RX  —  RX=40Ω

17- a) Supondo o amperímetro e o voltímetro ideais  —  tirando o voltímetro e curto-circuitando o amperímetro  —  figura abaixo  — 

O amperímetro indica i=5,0.10-3A

b) Tensão que o gerador fornece ao circuito  —  U=E – r.i=10 – 500.0,005  —  U=7,5V  —  observe o esquema abaixo  — 

UAB=VA – VB=1.000×0,0025  —  VA – VB=2,5V  —  VB=VA – 2,5  —  UAD=VA – VD=2.000×0,0025  —  VA – VD=5V  — 

VD=VA – 5  —  como o voltímetro está inserido entre os pontos B e D, interessa UBD  —  UBD=VB – VD=(VA – 2,5) – (VA – 5)  — 

UBD=VA – 2,5 – VA + 5  —  UBD=2,5V  —  o voltímetro indica 2,5V

18- Se VA=VB a ddp entre os ponto A e B do circuito é nula e a ponte de Wheatstone está em equilíbrio  —  120.R=90.60  —  R=45Ω

19- Observe que não passa corrente entre C e D  —  ponte está em equilíbrio   —  se UAB=100V e UAC=50V, UDB=50V  —  veja

esquema abaixo

R- 50V

20- Observe que se trata de uma ponte de Wheatstone que está em equilíbrio (resistores iguais)  —  os pontos B e D possuem o mesmo potencial  —  R- VB=6V

21- Se o galvanômetro indica zero, a ponte está em equilíbrio e a relação a seguir é sempre válida, independente da tensão   — 

15.(10 + 5)=5.(20 + R)  —  225=100 + 5R  —  R=125/5  —  R=25Ω  —  R- A

22- São duas pontes em equilíbrio  —  ponte onde está o amperímetro A1  —  20.20=10.R1  —  R1=40Ω  —  o circuito, então, fica  — 

R- B

 

23-(AFA)

Com a chave Ch fechada, observe que como os fios são ideais e as lâmpadas idênticas (mesma resistência), o pássaro III está

num fio onde não passa corrente elétrica (ponte de Wheatstone equilibrada)  —  assim, sobre os pássaros II e IV não passará corrente, pois os fios são ideais e não haverá diferença de potencial entre suas patas  —  entre as patas do pássaro I existe diferença de potencial e, por ele passará corrente elétrica  —  R- C

 

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