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Cálculo de correntes elétricas, tensões e potências elétricas em circuitos mistos 2024

 

Cálculo de correntes elétricas, tensões e potências elétricas em​​ circuitos mistos

 

resolução​​ desse tipo de associações​​ (mistas) é feita por etapas​​ até chegar ao​​ resistor equivalente e depois ir​​ retornando​​ e achando o que​​ é pedido​​ como você pode​​ observar​​ nos​​ exemplos a seguir​​ que devem ser analisados com​​ muita atenção.

a) Determine a intensidade​​ da​​ corrente​​ elétrica​​ em​​ cada ramo;​​ tensão​​ entre​​ A e C e a potência

Resolução:

Inicialmente​​ você deve calcular a​​ resistência equivalente​​  conforme​​ sequência​​ a seguir:

Achar​​ agora a corrente elétrica total​​ e ir​​ retornando​​ colocando-a em​​ cada etapa​​ (III, II e I) e​​ colocando​​ também​​ todas​​ as​​ correntes​​ em​​ cada ramo​​ do circuito​​ de III para I,​​ nomeando-as:

Colocando na​​ sequência​​ I, II e III:

A seguir, em II,​​ vamos calcular​​ a ddp (tensão) U nos trechos​​ AC e CB lembrando que como estão em série​​ a​​ corrente i = 3 A​​ é a​​ mesma​​ nos​​ dois resistores:

b) Calcule a intensidade​​ de​​ corrente elétrica​​ em​​ cada ramo​​ do circuito​​ abaixo.

Resolução:​​ 

Calculando a​​ resistência equivalente​​ e a​​ corrente elétrica total​​ i:

 

c) No circuito representado no esquema abaixo, todos os​​ resistores​​ tem resistência​​ igual a​​ 10​​ Ω.

Sendo a corrente elétrica​​ em​​ R2 de i2 = 2,0 A, calcule a corrente elétrica​​ nos​​ outros resistores,​​ a​​ diferença de potencial​​ em cada resistor​​ e a diferença de potencial​​ do​​ gerador.

Resolução:​​ 

Colocando as correntes sabendo que no gerador​​ a​​ corrente total​​ i​​ sai​​ do​​ polo positivo:

Determine a intensidade,​​ o​​ sentido​​ da​​ corrente elétrica​​ e a​​ potência elétrica​​ dissipada em​​ cada um​​ dos​​ resistores.

Resolução:

sentido​​ da​​ corrente elétrica é de P para Q (do maior para o menor potencial).

Observe que existe curto circuito   marcando os nós​​ e colocando​​ letras​​ nos mesmos

​​ 

Na​​ sequência abaixo​​ estamos​​ refazendo​​ o​​ circuito e calculando a​​ resistência equivalente​​ :

Calculando a intensidade​​ da​​ corrente elétrica total​​ sendo fornecida a tensão​​ (ddp) entre​​ P e Q,​​ 

Voltando​​ ao circuito original:

 

O que você deve saber,​​ informações e dicas

 

 Saber as características das associações série e paralelo, fornecidas a seguir:

Características da associação série

Características da associação paralelo

Fórmulas válidas para a associação paralelo

Cálculo da resistência () do resistor equivalente na associação paralelo

Três processos:

Cálculo de correntes elétricas, tensões e potências elétricas

em associações mistas

 

Exercícios de vestibulares com resolução comentada sobre

Cálculo​​ de correntes elétricas, tensões e potências elétricas em circuitos mistos

 

01-​​ (MACKENZIE – SP) 

​​ 

Resolução:

 

02-​​ (PUC​​ - RJ) ​​ 

Em um​​ laboratório​​ de eletromagnetismo, uma​​ aluna​​ se prepara para realizar um​​ experimento​​ com​​ resistores.​​ Ela observa um​​ arranjo​​ montado em sua bancada como na​​ figura abaixo.​​ 

Os resistores têm​​ resistências R = 10 k; 2R = 20 k; e 3R = 30 k.​​ 

Ela tem que colocar um​​ quarto resistor​​ de​​ resistência 4R = 40 k,​​ encaixando-o​​ em​​ dois dos três​​ terminais​​ (A, B ou C).

a)​​ Calcule a​​ corrente​​ e a​​ potência dissipada​​ no​​ circuito​​ quando ela​​ escolhe A e B.

b)​​ Indique o​​ valor​​ da​​ corrente​​ se ela​​ escolher B e C.

c)​​ Calcule a​​ corrente​​ e a​​ potência dissipada​​ no caso de​​ escolher A e C.

Resolução:

b)​​ Observe na​​ figura abaixo​​ quando você une​​ B com C​​ acrescentando​​ 4R​​ entre​​ os​​ mesmos​​ que o​​ 

circuito​​ está em​​ aberto,​​ não está​​ fechado e​​ não passa corrente​​ (i = 0)​​ pelo mesmo​​ e assim, a​​ potência elétrica​​ dissipada​​ é nula.

c)​​ Observe na​​ figura abaixo​​ que​​ acrescentando 4R​​ entre​​ A e C​​ os​​ três resistores​​ estão​​ em​​ série

não passando​​ corrente​​ por​​ R​​ e, assim a​​ resistência equivalente​​ valerá​​ ​​ 20k + 40k + 30k​​  

 

03-​​ (FATEC​​ -​​ SP) 

No​​ circuito elétrico​​ representado no​​ esquema abaixo, a​​ corrente​​ no​​ resistor​​ de​​ 6​​ Ω​​ é de​​ 4​​ A​​ e no de​​ 12​​ Ω é de 2​​ A.

Nessas condições, a​​ resistência​​ do​​ resistor R​​ e a​​ tensão U​​ aplicada​​ entre​​ os​​ pontos C e D​​ valem,​​ respectivamente:

a)​​ 6 Ω e 42V                    

b)​​ 2 Ω e 36V                     

c)​​ 12 Ω e 18V                    

d)​​ 8 Ω e 5V                  ​​ 

e)​​ 9 Ω e 72V

Resolução:

Acompanhe​​ toda explicação​​ pela​​ figura abaixo​​ que está ilustrando​​ todo raciocínio.

Começando pelas correntes. Observe atentamente no​​ circuito fornecido​​ que se a​​ corrente total​​ fornecida no​​ trecho​​ EF​​ do resistor de​​ 6​​ ​​ é de​​ 4 A,​​ a​​ corrente​​ no​​ trecho CE​​ também​​ será de​​ 4 A.

Se pelo​​ resistor de 12​​ ​​ passam​​ 2 A​​ e ele está em​​ paralelo​​ com​​ (3​​ + R),​​ por esses resistores​​ também passará​​ 2 A.

Se​​ U’ = 24 V​​ no resistor de​​ 12 Ω​​ então a​​ tensão​​ nos​​ resistores (3​​ ​​ + R)​​ também será de​​ U’ = 24 V​​ (estão em paralelo).

R- E

 

04-​​ (UFMA​​ - MA)

 

A​​ figura abaixo​​ representa um​​ circuito elétrico​​ formado por​​ associação​​ de​​ resistores,

alimentados​​ através​​ de uma​​ bateria de 12V.​​ Determine a​​ potência​​ dissipada​​ pelo resistor de 9​​ Ω.

Resolução:

Cálculo da​​ resistência​​ do​​ resistor equivalente​​ através da​​ sequência abaixo:

Nas​​ figuras (III) e (II)​​ a​​ corrente​​ através de​​ todos​​ os resistores é​​ i = 1,2 A

 

05-​​ (UNESP​​ -​​ SP) 

Um​​ circuito​​ com​​ 3 resistores iguais​​ é submetido a uma​​ diferença de potencial V​​ entre os​​ pontos A e C,​​ conforme mostra a​​ figura.

A​​ diferença de potencial​​ que se estabelece​​ entre​​ os pontos​​ A e B​​ é

Resolução:

Cálculo da​​ resistência​​ ​​ do​​ resistor equivalente​​ na​​ sequência​​ das​​ figuras abaixo:

Cálculo da​​ corrente total​​ i​​ baseado no​​ ​​ da​​ última figura​​ acima:

Retornando à​​ figura do meio:

R- D

 

06-​​ (UFC​​ - CE) 

Considere o​​ circuito​​ mostrado na​​ figura a seguir.

Assinale a​​ alternativa​​ que contém, respectivamente, os​​ valores​​ da​​ resistência R,​​ da​​ diferença de potencial​​ entre os pontos​​ a e b​​ e da​​ corrente​​ em​​ R,​​ sabendo que a​​ potência dissipada​​ no​​ resistor de 5​​ Ω​​ é igual a​​ 45​​ W.

Resolução:

Calculando a​​ resistência​​ ​​ do​​ resistor equivalente​​ na​​ sequência​​ das​​ figuras abaixo:

 ​​ ​​ ​​​​ 

 

07-​​ (Olimpíada Brasileira de Física) 

Uma​​ corrente​​ de​​ 0,10​​ A​​ passa pelo​​ resistor​​ de​​ 25​​ Ω,​​ conforme indicado na​​ figura abaixo.

Qual é a​​ corrente​​ que passa pelo​​ resistor de 80​​ Ω?

a)​​ 0,10 A                          

b)​​ 0,20 A                           

c)​​ 0,30 A                              

d)​​ 0,40 A                              

e)​​ 0,50 A

Resolução:

Veja a​​ sequência​​ de​​ resolução​​ até a​​ figura 3:

Na​​ figura 2​​ a corrente de​​ 0,1 A​​ que passa pelo​​ resistor de 25​​ Ω​​ é a mesma​​ que passa pelo de​​ 15​​ Ω​​ ​​ (estão em série) que por sua vez​​ é a mesma​​ que passa pelo​​ resistor de 40 Ω​​ da​​ figura 3.

 

08-​​ (UNIFESP​​ -​​ SP) 

Em um​​ enfeite de Natal​​ alimentado com​​ tensão de 110 V,​​ há​​ 5 lâmpadas idênticas​​ ligadas em

​​ paralelo,​​ todas acesas,​​ e os​​ fios de ligação​​ apresentam​​ resistência​​ elétrica de​​ 1,0 Ω.​​ 

O​​ circuito elétrico​​ correspondente a esta situação está esquematizado​​ na figura,​​ na qual as lâmpadas​​ estão​​ representadas​​ pela sua​​ resistência equivalente Re.​​ 

Considerando que o​​ amperímetro​​ ideal registra uma​​ corrente de 2,2 A,​​ calcule:

a)​​ O valor da​​ resistência elétrica​​ de​​ cada lâmpada.

b)​​ A​​ energia​​ dissipada em​​ 30 dias​​ pelos​​ fios de ligação,​​ em Wh, se as lâmpadas ficarem​​ acesas​​ por​​ 5 horas diárias.

Resolução:

a)​​ O​​ amperímetro​​ ideal indica a​​ corrente (i = 2,2 A)​​ nos​​ fios de ligação​​ e nas​​ 5 lâmpadas​​ associadas em​​ paralelo​​ de​​ resistência equivalente Re.​​ (1​​ Ω e Re estão em série)​​ 

Cálculo da​​ tensão​​ (ddp)​​ U’​​ nos terminais​​ dos​​ fios de ligação​​ de​​ resistência R’ = 1​​ Ω​​ percorridos por

​​ 

Cálculo da​​ tensão​​ (ddp)​​ U​​ nos terminais​​ das​​ 5 lâmpadas idênticas​​ de​​ resistência R​​ cada uma​​ e​​ resistência equivalente Re​​ lembrando a​​ tensão total​​ aplicada é​​ U = 110 V e U’ = 2,2 V ​​ 

U’’ = U – U’ = 110 – 2,2​​ ​​ U’’ = 107,8 V ​​ ​​​​ 

 

b)​​ Potência elétrica​​ dissipada pelos​​ fios de ligação​​ percorridos por corrente de​​ i = 2,2 A​​ sob tensão de​​ U = 2,2 V​​ ​​ P = i.U​​ = 2,2.2,2 = 4,84​​  ​​​​ P = 4,84 W

A​​ energia​​ W​​ dissipada em​​ 30 dias​​ pelos​​ fios de ligação,​​ em Wh, se as lâmpadas ficarem​​ acesas​​ por​​ 5 horas diárias.

 

09-​​ (PUC​​ -​​ RJ) 

Montaremos um​​ circuito elétrico​​ como na​​ figura.

a)​​ (A,A)

b)​​ (F,A)

Resolução:

10-​​ (UNESP​​ -​​ SP) 

Uma​​ rede elétrica​​ de​​ 110​​ V​​ alimenta o​​ circuito​​ dado na​​ figura,​​ formado por um​​ aquecedor​​ de água​​ 

A (1100​​ W –​​ 110​​ V)​​ e​​ quatro​​ outros​​ aparelhos​​ elétricos idênticos,​​ cujas​​ resistências são iguais​​ a​​ 

44​​ Ω.

Determine:

a)​​ a​​ corrente​​ no​​ aquecedor;

b)​​ a​​ potência​​ elétrica​​ total​​ consumida pelo​​ circuito.

Resolução:

a)​​ Observe que​​ existe curto circuito,​​ marcando os​​ nós, colocando​​ letras​​ nos mesmos e​​ refazendo o circuito​​ você observa que​​ o​​ aquecedor​​ A​​ e​​ dois resistores R​​ estão​​ todos em paralelo​​ (figuras abaixo): ​​ 

 

 

 

 

 

 

 

 

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