Prévia do material em texto
A corrente elétrica 23 amperímetro Para medirmos a intensidade de corrente que passa num fio, usamos um aparelho denominado amperí- metro (fig. 14). Nos laboratórios de eletricidade encon- tramos amperímetros analógicos e digitais. O consumo de energia elétrica por esse aparelho é muito pequeno. Quando o amperímetro tiver consumo de energia igual a zero, será chamado amperímetro ideal. É claro que um amperímetro ideal é apenas hipotético. Nos diagramas de circuitos elétricos o amperíme- tro será inserido no fio e representado por um círculo e uma letra A (fig. 15). Dois fios condutores são conectados a um terceiro fio. O ponto comum da conexão é denominado nó. Em cada um dos fios temos uma intensidade de corrente elétrica e o res- pectivo sentido. A figura 13 é autoexplicativa para se tirar uma conclusão. Exemplo 4 Figura 15. Símbolo do amperímetro. Figura 14. O amperímetro no circuito elétrico do laboratório. Exercícios de aplicação 1. Um condutor metálico é percorrido por uma corrente elétrica contínua e constante. A cada 10 s passa por uma secção do condutor uma carga elétrica de 30 C. Calcule a intensidade da corrente elétrica. Resolução: Sendo a corrente contínua e constante, sua in- tensidade média coincide com sua intensidade em qualquer instante: i = i m e i = Q Δt Mas Q = 30 C e Δt = 10 s. Logo: i = 30 10 ⇒ i = 3,0 A 2. A intensidade da corrente elétrica que atraves- sa um condutor metálico é constante e igual a 5,0 A. Determine a carga elétrica que atravessa uma secção do condutor em 20 s. 3. Qual a intensidade da corrente que passa por um condutor cilíndrico, se por uma secção transver- sal dele passam 2 · 1014 elétrons em 5 segundos? Carga elementar: e = 1,6 · 10–19 C. Resolução: i Il u St r A ç õ ES : ZA Pt Figura 13. C r IS tI N A X A v IE r i 1 = 5 A i 3 = 8 A i 2 = 3 A n— ii A Capítulo 224 7. Uma corrente elétrica de intensidade 10 A circula por um condutor iônico. Em 10 s, qual é a soma dos valores absolutos das cargas que atravessam uma secção desse condutor? Qual é o valor da carga elétrica transportada pelos cátions? E pelos ânions? 8. Em um condutor metálico os portadores de carga elétrica são: a) prótons, e suas cargas elétricas são positivas. b) elétrons, e suas cargas elétricas são negativas. c) elétrons e prótons, deslocando-se no mesmo sentido. d) elétrons e prótons, deslocando-se em sentidos contrários. e) elétrons e prótons, sendo estes no sentido indicado da corrente. 9. Na figura temos alguns fios conectados uns aos outros por dois nós. Algumas correntes têm sua intensidade grafada na figura. i 1 = 12 A i3 = 8 A i 5 i 2 M N i 4 = 2 A As intensidades i2 e i5 valem, respectivamente: a) 4 A e 10 A d) 20 A e 6 A b) 4 A e 6 A e) 4 A e 22 A c) 20 A e 10 A A carga que atravessa uma secção transversal do condutor em Δt = 5 s é: Q = n · e Sendo n = 2 · 1014 elétrons, vem: Q = 2 · 1014 · 1,6 · 10–19 Q = 3,2 · 10–5 C Pela definição da intensidade de corrente elé- trica: i = Q Δt ⇒ i = 3,2 · 10 –5 5 ⇒ i = 0,64 · 10–5 ⇒ ⇒ i = 6,4 · 10–6 ⇒ i = 6,4 μA 4. Determine a intensidade da corrente que circula por um condutor cuja secção transversal é atra- vessada por 5,0 · 1016 elétrons em cada segundo. É dada a carga elementar e = 1,6 · 10–19 C. 5. Uma corrente elétrica de intensidade 12,8 μA percorre um condutor metálico. Determine o número de elétrons que atravessa a secção trans- versal desse condutor por segundo. É dada a carga elementar e = 1,6 · 10–19 C. 6. Por uma secção transversal de um condutor iônico passam, num intervalo de tempo de 20 s, cátions num sentido e ânions no outro. A carga elétrica transportada pelos cátions é de +8,0 C, e pelos ânions, –8,0 C. Qual é a intensidade da corrente elétrica nesse condutor? + – – + Resolu•‹o: Para o cálculo da carga elétrica que atravessa a secção do condutor devemos considerar as car- gas positivas e negativas, somando seus valores absolutos: Q = |8,0 C| + |–8,0 C| = 16 C De i = Q Δt , vem: i = 16 20 ⇒ i = 0,80 A 10. No circuito elétrico desenhado na figura temos os seguintes aparelhos elétricos: um amperímetro ideal (A), uma lâmpada (L) e um televisor (TV). Pela lâmpada atravessa uma corrente elétrica de intensidade 1,5 A e, pelo televisor, uma de inten- sidade 1,8 A. Determine a intensidade de corren- te elétrica que é indicada pelo amperímetro. i 1 i i 2 TV A L Il u St r A ç õ ES : ZA Pt A corrente elétrica 25 Resolução: A corrente elétrica que passa pelo amperímetro tem intensidade i; ela é distribuída entre os apa- relhos TV e lâmpada. Então: i = i 1 + i 2 Sendo: i 1 = 1,5 A e i 2 = 1,8 A, temos: i = 1,5 + 1,8 ⇒ i = 3,3 A inserido no circuito com a finalidade de medir a intensidade da corrente elétrica i. i 1 i 10 A i 2 amperímetroA TV Ch A L Determine: a) a intensidade de corrente indicada pelo amperímetro quando o chuveiro estiver desli- gado, mas o televisor e a lâmpada ligados; b) a intensidade de corrente indicada pelo amperímetro quando o chuveiro e a lâmpada estiverem ligados, mas o televisor desligado. 11. No diagrama elétrico de uma residência estão representados um chuveiro elétrico (Ch), um televisor (TV), uma lâmpada L e um amperímetro ideal (A). A intensidade de corrente no chuveiro está indicada no próprio diagrama. A intensidade de corrente da lâmpada é i 1 = 1,2 A e a do televisor é i 2 = 2,4 A. Um amperímetro ideal foi Exercícios de reforço 12. (U. E. Londrina-PR) Pela secção reta de um con- dutor de eletricidade, passam 12 C a cada minu- to. Nesse condutor, a intensidade da corrente elétrica, em ampères, é igual a: a) 0,08 d) 7,2 b) 0,20 e) 12 c) 5,0 13. (U. F. Santa Maria-RS) Uma lâmpada permanece acesa durante 5 minutos por efeito de uma cor- rente de 2 A, fornecida por uma bateria. Nesse intervalo de tempo, a carga total (em C) que atravessou o seu filamento é: a) 0,40 d) 150 b) 2,5 e) 600 c) 10 14. (Efomm-RJ) Suponha que o flash de uma câmera digital somente possa ser disparado quando o capacitor em paralelo com sua microlâmpada de xenônio acumula 20 quatrilhões de elétrons. Sabendo-se que sua descarga dura 1 décimo de segundo, a intensidade da corrente de descarga (em ampères) é de, aproximadamente: (Dado: carga elétrica elementar e = 1,6 · 10–19 C.) a) 0,032 d) 0,058 b) 0,038 e) 0,066 c) 0,047 15. (UF-PE) O gráfico mostra a variação da corrente elétrica I, em ampères, num fio em função do tempo t, em segundos. 1,0 2,0 3,0 4,0 Tempo t (s) 5,0 6,0 7,00 1,0 2,0 3,0 C o rr e n te I ( A ) 4,0 5,0 6,0 A carga elétrica, em coulombs, que passa por uma seção transversal do condutor nos primeiros 4,0 segundos é: a) 2,0 b) 4,0 c) 6,0 d) 8,0 e) 10 Il u St r A ç õ ES : ZA Pt