Quais são os dois fenômenos causados pela passagem da corrente elétrica por um fio condutor?

Esta lista de exercícios trata do efeito Joule, um importante fenômeno que ocorre nos condutores percorridos por uma corrente elétrica, fazendo com que ocorra dissipação de calor.

Publicado por: Rafael Helerbrock em Exercícios de Física

Questão 1

Assinale a alternativa que apresenta exclusivamente aparelhos cuja principal função só é possível graças ao efeito Joule.

a) Ventilador, secador de cabelo, batedeira.

b) Ferro de passar, churrasqueira elétrica, chuveiro.

c) Forno elétrico, chapinha, liquidificador.

d) Torradeira, panela elétrica, micro-ondas.

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Questão 2

Complete corretamente as lacunas da frase a seguir e, em seguida, assinale a alternativa correspondente a essas palavras.

O efeito Joule é um fenômeno _______ no qual a passagem de _______ através de algum meio físico resulta em seu aquecimento. Esse aquecimento surge em razão das diversas colisões que ocorrem entre os _______ e os _________ que constituem a estrutura cristalina do material.

Preenchem corretamente as lacunas:

a) físico; calor; prótons; nêutrons.

b) físico; corrente elétrica; colisões; elétrons; átomos.

c) físico; corrente elétrica; prótons; nêutrons.

d) químico; corrente elétrica; colisões; elétrons; átomos.

e) químico; corrente elétrica; prótons; nêutrons.

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Questão 3

Um fio condutor de resistência elétrica igual a 0,05 Ω é atravessado por uma corrente elétrica de 0,5 A durante um intervalo de tempo de 10 s. Calcule qual foi a quantidade de calor dissipado por esse fio nesse intervalo de tempo.

a) 0,125 J

b) 0,5 J

c) 0,750 J

d) 1,250 J

e) 12,5 J

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Questão 4

Em um fio condutor de resistência elétrica R, é estabelecida uma corrente elétrica i, durante um intervalo de tempo t, de modo que esse fio dissipe uma quantidade de calor Q. Dobrando-se o módulo da corrente elétrica i, a nova quantidade de calor dissipada será igual a:

a) Q/2

b) 4Q

c) 3Q

d) 3Q/2

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Respostas

Resposta Questão 1

Letra B. Os aparelhos cuja função principal baseia-se na aplicação do efeito Joule são aqueles em que ocorre conversão de energia elétrica em energia térmica. Dentre os aparelhos, operam de acordo com o efeito Joule o secador de cabelo, ferro de passar, churrasqueira elétrica, chuveiro, forno elétrico, chapinha, torradeira e panela elétrica. O micro-ondas, apesar de ser usado para aquecer alimentos, funciona por meio de outro fenômeno, resultado da interação entre ondas eletromagnéticas e moléculas de água.

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Resposta Questão 2

Letra B. Confira a frase completa:

O efeito Joule é um fenômeno físico no qual a passagem de corrente elétrica através de algum meio resulta em seu aquecimento. Esse aquecimento surge em razão das diversas colisões que ocorrem entre os elétrons e os átomos que constituem a estrutura cristalina do material.

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Resposta Questão 3

Letra A. Com base nos dados e na fórmula usada para calcular o calor dissipado em decorrência do efeito Joule, faremos o seguinte cálculo:

Por meio do cálculo, determinamos que a quantidade de calor dissipado é igual a 0,125 J, portanto a alternativa correta é a letra A.

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Resposta Questão 4

Letra B. Uma vez que a fórmula usada para determinar a quantidade de calor dissipado em decorrência do efeito Joule é proporcional ao quadrado da corrente elétrica, dobrando-se esse parâmetro, a quantidade de calor dissipada será quatro vezes maior.

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Leia o artigo relacionado a este exercício e esclareça suas dúvidas

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• O que é Carga Elétrica?

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Prótons: Localizam-se no núcleo do átomo e possuem carga elétrica positiva;

Nêutrons: Também localizados no núcleo atômico, não possui carga elétrica;

Elétrons: Ficam na eletrosfera, região ao redor do núcleo atômico, e têm carga elétrica negativa;

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Quando existe uma certa diferença de potencial entre dois pontos e ligamos esses pontos através de um fio condutor, no seu interior irá surgir um movimento ordenado de cargas.

Este movimento é chamado de corrente elétrica. Portanto, para que um condutor seja percorrido por uma corrente é necessário que exista uma diferença de potencial entre seus pontos.

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A Primeira Lei de Ohm postula que um condutor ôhmico (resistência constante) mantido à temperatura constante, a intensidade (I) de corrente elétrica será proporcional à diferença de potencial (DDP) aplicada entre suas extremidades.

• 2ª Lei de Ohm

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No caso dos equipamentos elétricos, a potência indica a quantidade de energia elétrica que foi transformada em outro tipo de energia por unidade de tempo.

• Circuito Série

Na associação de resistores em série, os resistores são ligados em sequência. Isso faz com que a corrente elétrica seja mantida ao longo do circuito, enquanto a tensão elétrica varia.

Assim, a resistência equivalente (Req) de um circuito corresponde à soma das resistências de cada resistor presente no circuito:

Req = R1 + R2 + R3 +...+ Rn

Exemplo:

• Circuito Paralelo

Na associação de resistores em paralelo, todos os resistores estão submetidos a uma mesma diferença de potencial. Sendo a corrente elétrica dividida pelo ramos do circuito. Assim, o inverso da resistência equivalente de um circuito é igual a soma dos inversos das resistências de cada resistor presente no circuito.

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