Banco De Questoes Unidade 11
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Banco De Questoes Unidade 11 Banco De Questoes Unidade 11 Presentation Transcript

  • 1 Teste Escola: _________________________________________ Data: ___/___/___ Nome: _________________________________________ Turma: ______ N.º: ______ Unidade 11: Sistemas eléctricos e electrónicos 1 A electricidade com que convivemos no dia a dia 1. Refere cinco exemplos que revelem a importância da electricidade no dia a dia. A iluminação pelas lâmpadas eléctricas. A conservação dos alimentos nos frigoríficos. Os transportes eléctricos. As telecomunicações. O funcionamento do sistema nervoso. 2. Qual é o significado original da palavra “electricidade”? A. Uma propriedade de alguns corpos. B. A propriedade atractiva entre corpos. C. A propriedade repulsiva entre corpos. D. Uma propriedade do âmbar. E. Uma propriedade de todos os corpos D 3. Quem fez o primeiro estudo sistemático sobre a electricidade? A. Tales de Mileto B. William Gilbert C. Galileu Galilei D. Michael Faraday E. James Maxwell B 4. Como é que as células nervosas comunicam entre si? Comunicam através de pequenas descargas eléctricas.
  • 2 2 A compreensão de uma força misteriosa… 5. Que sucede quando aproximas uma esferográfica previamente friccionada de pequenos pedaços de papel? Os pequenos pedaços de papel são atraídos para a parte friccionada da esferográfica. 6. Por que motivo pequeninas bolas de esferovite são atraídas por uma régua de plástico friccionada? Porque são electrizados por influência da régua e, em consequência disso, são atraídas. 7. Como se designa a grandeza física que quantifica a electricidade associada a um corpo? A. Intensidade eléctrica. B. Carga eléctrica. C. Potencial eléctrico. D. Capacidade eléctrica. B 8. Como se designa vulgarmente a carga eléctrica que um corpo isolado acumula, por exemplo, por fricção? Electricidade estática. 9. Os relâmpagos estão relacionados com a electricidade? Justifica. Sim. Os relâmpagos são descargas eléctricas que ocorrem entre nuvens ou entre nuvens e a Terra.
  • 3 10. Uma professora colocou a seguinte questão aos seus alunos: Que corpos podem ser electrizados por fricção? O João respondeu que apenas o vidro e o plástico são electrizáveis. A Rita respondeu que apenas os corpos isoladores são electrizáveis. O Rui respondeu que todos os corpos (isoladores e condutores) podem ser electrizados. Qual ou quais destes alunos têm razão? A. A Rita e o João. B. A Rita e o Rui. C. O João. D. O Rui. E. A Rita. D (Os corpos condutores também são electrizáveis por fricção desde que estejam electricamente isolados). 11. Serão todos os corpos electrizáveis quando friccionados? Justifica a resposta. Sim. Desde que sejam isolados electricamente. 12. Como é que é possível electrizar um corpo condutor? Isolando-o de outros corpos condutores e da Terra. 13. Será que todos os corpos ao serem friccionados ficam carregados do mesmo modo? Fundamenta a resposta. Não. Uns corpos ficam carregados positivamente e outros ficam carregados negativamente. 14. Que significa dizer que um corpo está carregado positivamente? Significa que ele acumulou um excesso de cargas positivas sobre cargas negativas. 15. Que significa dizer que um corpo metálico está carregado electricamente? A. Significa que perdeu todos os electrões. B. Significa que perdeu todos os protões. C. Significa que cedeu ou recebeu alguns protões. D. Significa que cedeu ou recebeu alguns electrões. D 16. Completa, com as palavras atraem-se e repelem-se, as frases que se seguem: 16.1. Dois corpos, carregados com cargas do mesmo sinal __________ . repelem-se 16.2. Dois corpos, carregados com carga de sinal contrário __________ . atraem-se
  • 4 17. Explica resumidamente como se pode detectar o tipo de carga eléctrica que uma régua adquire depois de friccionada. Electriza-se um pêndulo eléctrico (ou outro electroscópio qualquer) com carga eléctrica de sinal conhecido. Aproxima-se a vareta desse electroscópio. Se repelir o electroscópio, a carga é do mesmo sinal. Se atrair, é de sinal oposto. 18. Para que serve um electroscópio? Para detectar a natureza das cargas eléctricas dos corpos. 19. Porque é que as folhas de um electroscópio de folhas se afastam uma da outra? Porque adquirem carga do mesmo sinal. 20. Na figura, o pêndulo eléctrico está carregado positivamente. Que tipo de carga eléctrica tem a vareta que o experimentador segura? Fundamenta a resposta. Negativa, porque cargas de sinal contrário atraem-se mutuamente. 21. Como se designa a unidade SI de carga eléctrica? A. ampère B. coulomb C. volt D. farad E. watt B
  • 5 22. Um certo corpo A adquiriu, por fricção com outro corpo B, a carga eléctrica + 1,8 × 10-8 C. Se os dois corpos estiverem isolados, com que carga eléctrica ficou o corpo B? Fundamenta a resposta. O corpo B ficou com a carga eléctrica - 1,8 × 10-8 C, para que a carga total do sistema dos dois corpos continue a ser nula, como inicialmente. 23. Sabemos que um corpo que tenha a carga + 1 µC (microcoulomb), perdeu 6,25 × 1012 electrões. Que significa, em termos electrónicos, um corpo ter adquirido uma carga de - 2 µC? Significa que este corpo recebeu 2 × 6,25 × 1012 electrões. 24. Completa as seguintes afirmações: 24.1. Um corpo A electricamente carregado cria à sua volta um __________ de forças eléctricas. campo 24.2. Este _________ eléctrico criado pelo corpo carregado A, em cada ponto, é tanto mais intenso quanto ____________ carga tiver o corpo A e quanto ___________ afastado estiver o ponto do corpo A. campo; mais; menos 24.3. A força eléctrica exercida num outro corpo B, próximo de A, não é devida directamente à ___________ de A, mas sim ao ____________ criado por A. carga eléctrica; campo eléctrico 25. Indica dois exemplos da utilização da electricidade estática. Pintura de automóveis. Fotocopiadoras. 3 Corrente eléctrica e circuitos eléctricos 26. Como se classifica a corrente eléctrica quanto ao tempo de duração? Corrente temporária ou corrente permanente. 27. Indica dois exemplos de correntes temporárias. A descarga da carroçaria do automóvel para a Terra (um choque que é sentido através do nosso corpo). Um relâmpago.
  • 6 28. A quem se deve a descoberta do processo de produção de correntes eléctricas permanentes? A. Tales de Mileto B. William Gilbert C. Isaac Newton D. Alessandro Volta E. Thomas Edison D 29. Completa as seguintes frases: 29.1. Uma pilha é um ___________ de corrente eléctrica. gerador 29.2. A corrente debita por uma pilha é uma corrente ___________. permanente 29.3. Qualquer pilha eléctrica é formada por dois _____________ metálicos e um _____________. eléctrodos; electrólito 29.4. A produção de corrente numa pilha é devida a _____________________ que ocorrem entre os ____________e o ____________. reacções químicas; eléctrodos; electrólito 29.5. Para que a corrente eléctrica circule no circuito alimentado por uma pilha, o interruptor do circuito tem que estar _____________ e todos os elementos do circuito têm de ser ____________ condutores da corrente eléctrica. fechado; bons 30. Observa a figura: 30.1. As moedas que estão no limão são do mesmo metal ou de metais diferentes? Diferentes.
  • 7 30.2. O interior do limão é um bom ou mau condutor da corrente eléctrica? Fundamenta a resposta. O interior do limão tem de ser um bom condutor. Se assim não fosse, o circuito eléctrico representado na figura estaria aberto no próprio gerador. 30.3. Qual é o papel do multímetro representado na figura? Detectar a corrente. 31. A figura representa a pilha primitiva inventada no princípio do século XIX. 31.1. Quem foi que a criou? Alessandro Volta. 31.2. De que materiais são constituídos os eléctrodos desta pilha? Cobre (eléctrodo positivo) e zinco (eléctrodo negativo). 31.3. De que material era constituído o primitivo electrólito usado pelo seu inventor? Água salgada. 32. Em que consiste a corrente eléctrica dos condutores metálicos? A. Num movimento desordenado de cargas negativas B. Num movimento orientado de algumas cargas negativas C. Num movimento orientado de todas as cargas negativas D. Num movimento desordenado de cargas positivas E. Num movimento ordenado de cargas positivas B
  • 8 33. Faz corresponder a cada alínea da coluna A uma ou mais alíneas da coluna B. Coluna A Coluna B 1 - portadores de carga nos metais a - electrões 2 - portadores de carga na atmosfera b - protões 3 - portadores de carga numa solução salina c - neutrões 4 - portadores de carga numa pilha d - iões positivos e - iões negativos 1-a 2 - d,e 3 - d,e 4 - a,d,e 34. Das afirmações seguintes, indica quais são as verdadeiras e corrige as falsas. 34.1. O campo eléctrico nos fios de um circuito é muito menos intenso do que no exterior. F O campo eléctrico nos fios de um circuito é muito mais intenso do que no exterior. 34.2. É o campo eléctrico no interior do circuito o responsável pelo movimento dos portadores de carga. V 34.3. Os electrões de condução num fio condutor progridem muito rapidamente. F Os electrões de condução num fio condutor progridem muito lentamente. 34.4. Todos os electrões dos átomos dos fios metálicos conduzem a corrente eléctrica. F Apenas os electrões de valência num fio metálico conduzem a corrente eléctrica. 34.5. A progressão dos electrões de condução num fio metálico é dificultada pelas colisões com os átomos. V 35. Considera as duas situações seguintes: 1.ª situação: tocou-se com as mãos em dois pontos de um circuito em série, de resistência muito superior à do observador, com o interruptor fechado. 2.ª situação: tocou-se com as mãos em dois pontos de um circuito em série, de baixa resistência, com o interruptor fechado. Em qual ou quais das situações podemos sofrer um choque? A. Em ambas as situações. B. Apenas na segunda situação. C. Apenas na primeira situação. D. Em nenhuma das situações. C
  • 9 36. Explica resumidamente a razão de cada uma das seguintes regras de segurança: 36.1. Não devemos tocar nas partes metálicas nem nos fios não isolados, num circuito eléctrico, nomeadamente com as mãos molhadas ou simplesmente húmidas. O nosso corpo é tanto mais condutor quanto mais húmido estiver. Assim, ao tocar em partes metálicas ou em fios não isolados, quando atravessados por corrente eléctrica, corremos o risco de servir de condutor entre esses pontos e a terra, apanhando um violento choque que pode ser fatal. 36.2. Não devemos colocar tomadas na casa de banho muito perto de torneiras. Porque há um risco muito acrescido de ocorrerem descargas eléctricas através do nosso corpo, uma vez que as torneiras são boas condutoras e estão ligadas à terra e, além disso, fornecem água potável que é suficientemente boa condutora para aumentar o risco de choques eléctricos se estiver em contacto com tomadas eléctricas. 36.3. Não devemos instalar electrodomésticos sem tomadas de ligação à terra. Com uma ligação à terra, se houver fuga de corrente, ela faz-se através dessa ligação e não através do nosso corpo. 37. Indica três regras de segurança, que se devem sempre ter em conta, quando se utiliza electricidade, em casa. Por exemplo: As superfícies metálicas de contacto dos elementos dos circuitos (pontas dos fios e terminais dos aparelhos) devem estar limpas e secas, e devem ser bem ligadas de modo a não poderem ser tocadas com as mãos. Não se deve utilizar um aparelho com as mãos húmidas ou perto de água. Quando se liga uma ficha, o aparelho deve estar desligado. 38. Indica duas regras que devem ser respeitadas sempre que se fazem experiências de electricidade na escola. Por exemplo: Qualquer montagem deve ser feita com base num esquema eléctrico prévio, para servir de orientação e incluir, pelo menos, um interruptor inicialmente desligado. Nos aparelhos com várias escalas, devem utilizar-se as escalas de maior alcance e só depois ir reduzindo os alcances das escalas adequando-as aos valores entretanto medidos.
  • 10 39. Desenha um esquema eléctrico adequado para o circuito eléctrico representado. No esquema, faz uma legenda e indica qual é a função de cada componente no circuito eléctrico. (A) A lâmpada é um receptor. (B) A pilha é o gerador de corrente do circuito eléctrico. (C) O interruptor serve para abrir e fechar o circuito. 40. Representa esquematicamente um circuito em série constituído por um gerador, um interruptor, uma lâmpada e um amperímetro. A 41. Observa a figura seguinte: 41.1. Completa correctamente a seguinte frase: A figura representa um circuito destinado a demonstrar três ____________ da corrente eléctrica. efeitos 41.2. A que é devido o desvio da agulha magnética? Ao campo magnético existente em torno dos fios do circuito quando este é percorrida pela corrente eléctrica.
  • 11 41.3. Como se manifesta o efeito da corrente que ocorre no copo representado na figura? Manifesta-se através da formação de substâncias químicas junto aos eléctrodos. 41.4. Que tipo de solução tem que estar no interior do vaso? Uma solução condutora. 41.5. Que sucede à agulha se trocarmos as ligações no gerador? E que sucede no copo? A agulha sofre um desvio no sentido contrário. No vaso, formam-se as mesmas substâncias que anteriormente mas em eléctrodos diferentes. 41.6. O efeito térmico da corrente manifesta-se apenas na lâmpada? Justifica. O efeito térmico da corrente eléctrica manifesta-se também nos fios, como se pode comprovar pelo seu aquecimento (que é, em geral, muito pequeno). 41.7. Que outra designação tem o efeito manifestado na lâmpada? E porquê? Efeito de Joule, em homenagem ao físico inglês James Joule, que estudou este efeito pela primeira vez no século XIX. 42. Em que diferem os sentidos real e convencional da corrente eléctrica? O sentido real é do pólo negativo para o pólo positivo do gerador e o sentido convencional é do pólo positivo para o negativo. 43. A que corresponde o sentido real da corrente eléctrica? Ao sentido do movimento dos electrões de condução. 44. É conhecido que os electrões vão do pólo negativo do gerador para o pólo positivo. Então porque se considera um sentido convencional, oposto a este? Porque resultou de uma convenção feita muito antes de se saber em que consistia a corrente eléctrica. 45. A que se devem as manifestações de energia num circuito eléctrico? A. Ao trabalho realizado sobre as cargas eléctricas no circuito eléctrico B. À composição do circuito C. À energia que é transformada nesse circuito por cada ampére de carga D. À energia que é transformada nesse circuito por cada coulomb de corrente A
  • 12 4 Tensão, intensidade da corrente e resistência eléctrica 46. A que é que corresponde a tensão eléctrica nos extremos de um circuito? A. Ao trabalho realizado sobre as cargas eléctricas num circuito eléctrico fechado. B. A toda a energia que é transformada nesse circuito C. À energia que é transformada nesse circuito por cada coulomb de carga D. À energia que é transformada nesse circuito por cada ampere de corrente B 47. No SI, qual é a unidade e o respectivo símbolo da grandeza tensão eléctrica? A unidade SI é o volt (V) e o símbolo da grandeza é U 48. Efectua as seguintes conversões de unidades: 48.1. 50 mV em V 50 mV = 50 × 1 mV = 50 × 0,001 V = 0,050 V 48.2. 0,20 V em mV 0,20 V = 0,20 × 1 V = 0,20 × 1000 mV = 200 mV 49. Qual é o instrumento usado para medir a tensão eléctrica num circuito? Voltímetro. 50. Analisa a figura representa a escala de um voltímetro ligado a uma pilha. V alcance: 3 V 50.1. Qual é o alcance do voltímetro representado? 3V 50.2. Qual é o valor da menor divisão da escala (natureza da escala)? 0,1 V 50.3. Qual é o valor da tensão eléctrica indicado na escala do voltímetro anexo? 1,25 V
  • 13 50.4. No valor indicado, quais são os algarismos exactos e qual é o algarismo aproximado? 1 e 2 são algarismos exactos e o 5 é um algarismo aproximado. 50.5. Reproduz o voltímetro da figura e coloca o ponteiro de forma a assinalar 2,05 V. V alcance: 3 V 51. Observa as figuras: 51.1. Como estão ligadas as lâmpadas na primeira figura? As lâmpadas estão ligadas em série. 51.2. Como estão ligadas as lâmpadas na segunda figura? As lâmpadas estão ligadas em paralelo. 51.3. Sabe-se que a tensão na pilha da figura A é 4,5 V e que um voltímetro ligado aos extremos de uma das lâmpadas assinalou 2,3 V. Que valor assinalou um outro voltímetro ligado aos extremos da outra lâmpada? 4,5 V – 2,3 V = 2,2 V 51.4. Ligou-se um voltímetro aos extremos de uma das lâmpadas do circuito B e este assinalou 4,5 V. Qual é a tensão que mediria um outro voltímetro ligado aos extremos da outra lâmpada? 4,5 V
  • 14 52. Considera o seguinte esquema de um circuito eléctrico. V V + Ð 52.1. Relaciona os valores obtidos pelos dois voltímetros representados na figura. Uma vez que as duas lâmpadas estão ligadas em paralelo, os dois voltímetros medem valores iguais. 52.2. Como se deve ligar um voltímetro num circuito eléctrico? O voltímetro deve ser ligado em paralelo num circuito eléctrico. 53. Completar os desenhos e esquemas seguintes: 53.1. Duas lâmpadas ligadas em série. + Ð + –
  • 15 53.2. Duas lâmpadas ligadas em paralelo. + Ð + – 53.3. Quatro lâmpadas ligas em série. + Ð
  • 16 + – 53.4. Quatro lâmpadas ligadas em paralelo. + Ð + –
  • 17 54. Uma lâmpada foi ligada directamente a uma pilha. Mediu-se a tensão nos extremos da pilha tendo-se obtido o valor 4,0 V. A corrente na lâmpada vale 0,5 A. 54.1. Tendo em conta que 1 ampere (A), a unidade de intensidade da corrente, corresponde à passagem de 1 coulomb (C) de carga por segundo, qual é a carga que passa em cada secção da lâmpada em 2 segundos? 1 A = 1 C/s 0,5 A = 0,5 C/s Em 2 s, 2 s × 0,5 C/s = 1,0 C 54.2. Sabendo que a tensão eléctrica (em volts) indica a energia (em joules) transformada por cada coulomb de carga que passa na lâmpada, qual é energia que esta recebe em 2 segundos? 1 V = 1 J/C 4,0 V = 4,0 J/C Como em 2 segundos passa 1,0 C de carga, a energia que a lâmpada recebe é 4,0 J, em cada 2 s, uma vez que tensão é 4,0 V (4,0 V = 4,0 J/1,0 C) 54.3. Que energia recebeu a lâmpada em 1 minuto? 4,0 J em 2 s 1 min = 60 s = 20 × 2 s 30 × 4,0 J = 120 J 55. Quando uma corrente contínua num fio de cobre é mais intensa do que outra corrente a circular no mesmo fio, qual das seguintes opções se verifica? A. Há mais electrões nos átomos e mais electrões a circular no fio B. Há o mesmo número de electrões nos átomos mas menos a circularem no fio C. Há menos electrões nos átomos e o mesmo número de electrões a circular nos fios. D. Há o mesmo número de electrões nos átomos e o mesmo número a circular nos fios E. Há menos electrões nos átomos e menos electrões a circular nos fios. D 56. Como é possível numa corrente mais intensa do que outra haver o mesmo número de electrões nos átomos e circularem os mesmos electrões no circuito? A intensidade da corrente está relacionada com a velocidade dos electrões no circuito. Numa corrente mais intensa, há mais carga a atravessar cada secção transversal do circuito por unidade de tempo. 57. Completa a seguinte frase: A intensidade da corrente eléctrica mede a ___________ eléctrica que passa em cada ________ por _____________ de __________________. carga; secção; unidade; tempo 58. Qual é a unidade SI e qual o símbolo da grandeza intensidade de corrente eléctrica? A unidade SI é o ampere e o símbolo é A.
  • 18 59. Efectua as seguintes conversões de unidades: 59.1. 32 mA em A 32 mA = 32 × 1 mA = 32 ×0,001 A = 0,032 A 59.2. 4,3 mA em A 4,3 mA = 4,3 × 1 mA = 4,3 ×0,001 A = 0,0043 A = 4,3 × 10 -3 A 59.3. 0,053 A em mA 0,053 A = 0,053 × 1 A = 0,053 × 1000 mA = 53 mA 59.4. 8,0 × 10-2 A em mA 8,0 × 10-2 A = 8,0 × 10-2 × 1 A = 8,0 × 10-2 × 1000 mA = 80 mA 60. Quanto marcam os voltímetros seguintes? V V alcance: 30 V alcance: 300 V 12,5 V 125 V 61. Completar: 61.1. 550 mV = ______ V 0,550 V 61.2. 80 mV = ______ V 0,080 V 61.3. 2,500 V = ______ mV 2500 mV 61.4. 0,030 V = ______ mV 30 mV 61.5. 250 mA = ______ A 0,250 A 61.6. 5400 mA = ______ A 5,400 A
  • 19 61.7. 0,255 A = ______ ma 2500 mA 61.8. 0,005 A = ______ ma 5 mA 62. Como se instala um amperímetro num circuito eléctrico? Um amperímetro instala-se em série num circuito eléctrico. 63. Assinalar com um A os amperímetros e com um V os voltímetros que constituem o circuito representado pelo seguinte esquema: + – V A A A A + – 64. Completar as indicações dos valores de cada aparelho de medida nos três esquemas seguintes: 64.1. 0,150 A A A A + 0,250 A – 0,100 A
  • 20 64.2. 0,150 A A A 0,120 A A + – 0,270 A 64.3. 0,150 A A A A 0,250 A A + – 0,400 A; 0,400 A 65. Indicar no seguinte esquema onde se deve colocar um interruptor para: + – 65.1. Apagar e acender unicamente uma das lâmpadas em paralelo. + – 65.2. Apagar e acender todas as lâmpadas simultaneamente. + –
  • 21 66. Considera os circuitos A e B da figura seguinte: A B + – + – 66.1. As lâmpadas estão ligadas do mesmo modo nos dois circuitos? Fundamenta a resposta. Não. No circuito A as lâmpadas estão ligadas em série e no circuito B estão ligadas em paralelo. 66.2. Se numa das lâmpadas do circuito A passar uma corrente de 0,5 A, quantos coulombs atravessam o filamento da outra lâmpada em 2 segundos? 1C 66.3. Sabe-se que numa das lâmpadas do circuito B passa uma corrente de 0,20 A e que o filamento da outra lâmpada é atravessado por uma carga de 0,60 C em cada 2 segundos. Que valor deve marcar um amperímetro intercalado entre um gerador e um interruptor? 0,5 A. 67. O João quis comparar um circuito eléctrico com um circuito com água imaginando um depósito a 20 m de altura com uma torneira a 2 m de altura. Imaginou também uma bomba para elevar água para o depósito... 67.1. A que corresponde a intensidade da corrente eléctrica neste circuito com água? A. À altura do depósito B. À altura da torneira C. Ao desnível entre o depósito e a torneira D. À quantidade de água E. Ao caudal E 67.2. A que corresponde a diferença de potencial neste circuito com água? A. À altura do depósito B. À altura da torneira C. Ao desnível entre o depósito e a torneira D. À quantidade de água E. Ao caudal C 68. Enumera cinco dos componentes mais vulgares dos circuitos eléctricos. Por exemplo: Gerador, fios de ligação, lâmpada, resistência, interruptor, voltímetro, amperímetro, etc.
  • 22 69. Quais os elementos essenciais de um circuito eléctrico? Qualquer circuito tem uma fonte, um ou mais receptores e um ou vários fios de ligação. 70. Como se designa a grandeza física que mede a oposição que um circuito oferece à passagem de corrente eléctrica? Resistência eléctrica. 71. Associa a cada conceito da coluna esquerda um atributo da coluna direita: Coluna A Coluna B 1 - Tensão eléctrica a - Oposição ao movimento de cargas 2 - Intensidade de corrente b - Natureza das partículas que se movem 3 - Carga eléctrica c - Rapidez com que as cargas se movem 4 - Resistência eléctrica d - “Ordem” para as cargas se moverem e - Propriedade das partículas que se movem 1-d 2-c 3-e 4-a 72. Qual é a expressão matemática que define a resistência eléctrica de um condutor? Indica o significado dos símbolos. U R= I R = resistência eléctrica U = tensão eléctrica I = intensidade de corrente 73. Qual é a unidade SI de resistência eléctrica e como se define? A unidade SI é o ohm (Ω). Define-se como a resistência eléctrica de um condutor que é percorrido por uma corrente de 1 A quando sujeito a uma tensão eléctrica de 1 V. 74. Um condutor foi submetido a uma tensão de 9,0 V. Nestas circunstâncias, foi percorrido por uma corrente de 0,5 A. Qual é a resistência eléctrica desse condutor? U 9V R= = = 18 Ω I 0,5 V
  • 23 75. Se aplicarmos uma tensão eléctrica de 3,0 V aos terminais de um fio condutor com a resistência eléctrica de 2,0 Ω, qual é o valor da intensidade de corrente que o percorre? U R= I U 3, 0 V I = = = 1,5 A R 2, 0 V 76. Qual é a intensidade da corrente que percorre um condutor de 20 Ω de resistência quando a d.d.p. nas suas extremidades for de 4,0 V? A. 5A B. 2A C. 0,5 A D. 0,2 A 77. Um fio tem a resistência eléctrica de 10 Ω. Qual é a resistência de um pedaço do mesmo fio, com o dobro do comprimento? A. 5Ω B. 10 Ω C. 20 Ω D. 40 Ω 78. Um fio tem a resistência eléctrica de 20 Ω. Qual é a resistência de um outro fio com a secção dupla, e com o dobro do comprimento? A. 5Ω B. 10 Ω C. 20 Ω D. 40 Ω 79. Como se pode medir a resistência eléctrica de um condutor? Pode-se medir de duas formas: directa ou indirectamente. Para medir directamente, usa-se um ohmímetro. Para fazer uma medição indirecta, é necessário sujeitar o condutor a uma diferença de potencial (que se mede com um voltímetro) e determinar com um amperímetro a intensidade de corrente que percorre o condutor. Em seguida, usa-se a expressão que define a resistência eléctrica.
  • 24 80. No esquema do circuito representado a seguir, calcula a resistência das lâmpadas L1 e L2. 2,3 V 2,0 V V V 0,150 A L1 L2 A + – 2, 3 V R1 = = 15, 3 Ω 0,150 A 2, 0 V R2 = = 13, 3 Ω 0,150 A 81. Como se designam os aparelhos que permitem medir quer a intensidade da corrente, quer a tensão eléctrica, quer a resistência dos condutores? Multímetros. 82. De que variáveis depende a resistência eléctrica de um fio condutor? Do comprimento, da secção recta e do material constituinte do fio condutor. 83. A resistência eléctrica de um fio de cobre de 1,00 m de comprimento e com 1,00 m2 de secção recta de fio condutor é 1, 70 × 10-2 Ω. 83.1. Qual é a resistência eléctrica de um outro fio de cobre de comprimento 4,00 m e com a secção recta igual a 1,00 m2? A resistência é 4 × 1,70 × 10-2 Ω = 6,80 × 10-2 Ω 83.2. Qual é a resistência eléctrica de fio de cobre de comprimento 4,00 m e com a secção recta igual a 0,25 m2? A resistência é 4 × 6,80 × 10-2 Ω = 27,20 × 10-2 Ω = 2,720 × 10-1 Ω 84. Indica se os quatro gráficos que se apresentam a seguir estão correctos ou incorrectos. Justifica. 84.1. resistência do condutor comprimento do condutor Correcto, porque a resistência é directamente proporcional ao comprimento do condutor.
  • 25 84.2. resistência do condutor área da secção do condutor Correcto, porque a resistência é inversamente proporcional à área da secção do condutor. 84.3. resistência do condutor comprimento do condutor Incorrecto, porque a resistência é directamente proporcional ao comprimento do condutor. 84.4. resistência do condutor área da secção do condutor Incorrecto, porque a resistência é inversamente proporcional à área da secção do condutor.
  • 26 85. Como variam as resistências dos condutores A e B a que se referem os gráficos seguintes quando aumenta a d.d.p.? Condutor A Condutor B 3,5 3,5 3,0 3,0 2,5 2,5 2,0 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 0,5 0,5 0,0 0,0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 intensidade da corrente eléctrica, I/A intensidade da corrente eléctrica, I/A A. A resistência do condutor A aumenta e a resistência do condutor B mantém-se. B. A resistência do condutor B aumenta e a resistência do condutor A mantém-se. C. A resistência do condutor A aumenta e a resistência do condutor B aumenta. D. A resistência do condutor B diminui e a resistência do condutor A mantém-se. 86. Analisa os gráficos seguintes, referentes a dois condutores, A e B. Condutor A Condutor B 3,5 3,5 3,0 3,0 2,5 2,5 2,0 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 0,5 0,5 0,0 0,0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 intensidade da corrente eléctrica, I/A intensidade da corrente eléctrica, I/A 86.1. Em relação ao condutor B, calcula a resistência eléctrica para uma intensidade de corrente de 0,1 A. 10 Ω 86.2. Em relação ao condutor B, indica qual é o valor da intensidade da corrente a partir do qual a resistência eléctrica do condutor não varia. Cerca de 0,3 A. 86.3. Qual dos condutores é um condutor óhmico? O condutor A.
  • 27 87. Enuncia a lei de Ohm e escreve a respectiva expressão matemática. Em alguns condutores (a temperatura constante), verifica-se que a tensão eléctrica nos extremos do condutor e a intensidade da corrente que o percorre são directamente proporcionais. tensão eléctrica = constante intensidade da corrente 88. Como se designam os condutores nos quais é válida a lei de Ohm? Condutores óhmicos ou condutores lineares 89. Para que a lei de Ohm se verifique, isto é, para que a tensão eléctrica a que se submete um condutor óhmico e a intensidade da corrente que nele passa sejam grandezas directamente proporcionais, é necessário que se verifique uma condição. Qual é esta condição? É necessário que se mantenha constante a temperatura do condutor. 90. Completa a seguinte afirmação: Num condutor óhmico, quando a ____________________ se mantém constante, a resistência ______________________da tensão ________________ a que ele está submetido. temperatura; não depende; eléctrica 91. Observa o gráfico seguinte, que traduz a relação entre a d.d.p. nos extremos de um condutor óhmico e a intensidade da corrente que o percorre. 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 intensidade da corrente eléctrica, I/A Determina, com base em valores extraídos do gráfico: 91.1. A resistência eléctrica do condutor. 3,5 V R= = 5.8 Ω 0,6 A 91.2. A intensidade da corrente que percorre o condutor quando se estabelece entre os seus terminais uma d.d.p. de 2,5V. 0,43 A
  • 28 92. Considera o gráfico referente a dois condutores óhmicos A e B: 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 intensidade da corrente eléctrica, I/A 92.1. Determina, no gráfico, a intensidade da corrente que percorre o condutor A quando este está sujeito a uma d.d.p. de 3,5 V. 0,4 A 92.2. Determina, no gráfico, a intensidade da corrente que percorre o condutor B quando este está sujeito a uma d.d.p. de 1,0 V. 0,4 A 92.3. Compara a resistência eléctrica do condutor A com a resistência eléctrica do condutor B. 3, 5 V RA = = 8, 75 Ω 0,4 A 2, 0 V RB = = 2, 5 Ω 0,8 A A resistência do condutor A é 8,75/2,5 = 3,5 vezes maior do que a condutor B. 93. Um condutor submetido à d.d.p. de 5,0 V é percorrido pela corrente de 0,20 A. Quando submetido à d.d.p.de 10,0 V e à mesma temperatura, a corrente que o percorre é de 0,30 A. É um condutor óhmico ou não-óhmico? Porquê? Resistência do condutor quando está à d.d.p. de 5,0 V: 5, 0 V R= = 25 Ω 0,20 A Resistência do condutor quando está à d.d.p. de 10,0 V: 10, 0 V R= = 33, 3 Ω 0,30 A O condutor não é um condutor óhmico, porque a resistência não é constante, à mesma temperatura.
  • 29 94. Considera a seguinte tabela, que traduz os valores da intensidade da corrente eléctrica que percorre um dado condutor em função da tensão eléctrica aplicada aos seus extremos: Tensão eléctrica (V) Intensidade (A) 1,5 0,20 2,9 0,39 4,6 0,62 6,0 0,82 7,3 0,98 94.1. Utilizando papel milimétrico, representa a intensidade da corrente em função da tensão eléctrica. intensidade da corrente (A) 1,0 0,5 0 0 5 10 tensão eléctrica (V) 94.2. Determina a resistência eléctrica do condutor para a tensão eléctrica de 6,0 V. 6, 0 V R= = 7,5 Ω 0,80 A 94.3. Justifica se o condutor é óhmico ou não óhmico. Éóhmico, porque a resistência é constante (ou porque a tensão e a intensidade da corrente são directamente proporcionais).
  • 30 5 Ímanes, electroímanes e indução electromagnética 95. De acordo com a história do magnetismo, qual é o material em que se primeiro se observou propriedades magnéticas? A. Limonite B. Hematite C. Magnetite D. Siderite C 96. Como se designam os objectos que atraem o ferro? Ímanes ou magnetes 97. Qual foi o primeiro cientista que fez um estudo sistemático acerca do magnetismo? A. Gilbert E. Galileu F. Newton G. Faraday A 98. Completa a seguinte afirmação: A magnetização do ferro macio é _______________ e a do aço é ________________. temporária; permanente 99. É possível separar os pólos magnéticos de um íman? Porquê? Não. Se tentarmos dividir um íman, obtêm-se dois novos ímanes. 100. A que se devem as propriedades magnéticas manifestadas pelos ímanes? As propriedades magnéticas devem-se a uma espécie de micro-correntes (correntes microscópicas) que existem dentro dos ímanes. 101. Descreve sucintamente: 101.1. Como se constrói um electroíman. Enrola-se um fio condutor à volta de um prego (de ferro) e liga-se este fio a um gerador. 101.2. Como funciona um electroíman. Ao passar corrente no enrolamento de fio condutor que envolve o núcleo do electroíman (prego de ferro) este adquire propriedades magnéticas.
  • 31 102. Completa a seguinte afirmação: Um íman cria à sua volta um __________ _____________ que exerce _____________ em limalha de ferro. A limalha de ferro espalha-se de acordo com as _______________ de ____________ do _____________ _____________. campo magnético; forças; linhas ; força; campo magnético 103. Que forma têm as linhas de força (ou linhas de campo) do campo magnético criado por um fio condutor rectilíneo? São linhas circulares centradas no fio. 104. Refere duas aplicações vulgares de electroímanes. Por exemplo, campainhas eléctricas e motores eléctricos. 105. Em que consiste o fenómeno da indução electromagnética? Consiste no aparecimento de corrente eléctrica num circuito eléctrico quando se faz variar o campo magnético na proximidade do circuito. 106. Observa a figura. Aproximou-se e afastou-se alternada e sucessivamente o íman da bobine. 106.1. Que sucede ao ponteiro do galvanómetro? O ponteiro oscila de um lado para o outro em torno do ponto de equilíbrio. 106.2. Que tipo de corrente o galvanómetro está a acusar? Está a acusar uma corrente alterna. 107. Em que difere a corrente alterna da corrente contínua? A corrente contínua tem um só sentido e a corrente alterna variar periodicamente de sentido.
  • 32 108. A figura representa um modelo escolar de um alternador. Explica, resumidamente, o funcionamento deste alternador. Quando se roda a manivela, faz-se rodar uma bobina no interior do íman em U. Assim, varia o campo magnético nas espiras da bobina. Esta variação de campo magnético induz uma corrente na bobina. 109. Completa as seguintes afirmações: 109.1. A corrente que alimenta as nossas casas é uma corrente _______________ de ______ tensão. alternada; baixa 109.2. Esta corrente de ____________ tensão obtém-se em aparelhos chamados ________________ que recebem corrente dos fios de ________________ tensão. baixa; transformadores; alta 110. A figura representa a variação da tensão eléctrica da corrente alternada de 220 V que abastece todo o equipamento eléctrico nas nossas casas. Através da análise deste gráfico, responde às seguintes questões: 110.1. Qual é o intervalo de tempo — período — entre dois máximos consecutivos da tensão eléctrica? 0,02 s
  • 33 110.2. Qual é o valor do inverso do período — frequência — correspondente a esta corrente? 1 = 50Hz 0,02 111. Qual é o papel dos transformadores eléctricos, nas estações e sub-estações eléctricas? Os transformadores servem para elevar ou baixar a tensão eléctrica, a fim de a corrente eléctrica ser transportada ou ser utilizada. 112. Qual é a diferença fundamental entre um transformador que eleva a tensão de um transformador abaixador de tensão? Diferem na relação entre o número de espiras do primário e do secundário. Um transformador que eleva a tensão eléctrica tem mais espiras no secundário do que no primário e um transformador que baixa a tensão eléctrica tem mais espiras no primário do que no secundário. 113. Um contador eléctrico assinalava 9800 kWh. Após 24 h, o mesmo contador assinalava 9803 kWh. 113.1. Qual foi o consumo de energia durante esse tempo (em joules)? 3 kWh = 3000 W × 3600 s = 1,08 × 107 J 113.2. Qual foi a potência média, em watts, consumida durante esse tempo? 24 h são 24 × 60 × 60 s = 86 400 s = 8,64 ×104 s energia consumida 1, 08 × 107 J potência = = = 125 W tempo gasto 8, 64 × 104 s 114. Um electrodoméstico vulgar é submetido a uma tensão eléctrica de 220 V e é percorrido com uma corrente com a intensidade de 10 A. Calcula a quantidade de energia que ele recebe durante meia hora. Exprime o resultado em joules e em kWh. A potência do aparelho é dada por: P = U × I = 220 V × 10 A = 2200 W = 2200 J/s = 2,2 kW Meia hora são 0,5 × 60 × 60 s = 1800 s Em meia hora, o aparelho consome a energia de: 1800 s × 2200 J/s = 3 960 000 J A energia consumida em kWh é, simplesmente: 2,2 kW × 0,5 h = 1,1 kWh 115. A factura mensal de uma casa apresentava os seguintes valores: 17 kWh ao preço de 0,0945 euros por unidade 25 kWh ao preço de 0,0965 euros por unidade A potência contratada (que corresponde ao custo do fornecimento) tinha um custo mensal de 11,91 euros. Qual é o valor desta factura, excluindo a taxa de exploração e o imposto (IVA)? 17 × 0,0945 euros + 25 × 0,0965 euros + 11,91 euros = 15,929 euros
  • 34 6 O mundo da comunicação, do controlo e da regulação 116. Um sistema electrónico é um circuito ou conjunto de circuitos que realiza uma certa função. Indica quais são as três partes fundamentais que constituem um sistema electrónico e descreve, resumidamente, qual a sua função. Circuito de entrada de sinais (input) Circuito de processamento de sinais Circuito de saída (output) 117. O computador é um sistema electrónico. Possui um teclado e um rato, uma unidade central de processamento (CPU) e um ecrã. Classifica cada um destes componentes como “componente de input”, “componente de processamento” e “componente de saída”. 117.1. Teclado Componente de input. 117.2. CPU Componente de processamento. 117.3. Ecrã Componente de output. 117.4. Rato Componente de input. 118. O que é um transdutor de input? É um conversor de sinais: transforma um sinal não eléctrico num sinal eléctrico. 119. Nos sistemas electrónicos, qual é o papel dos transdutores de saída? Converter sinais eléctricos em sinais não eléctricos. 120. Dá três exemplos de transdutores e refere quais as conversões de energia (sinal) que cada um produz. Um microfone, onde se converte energia sonora em energia eléctrica. Um altifalante, que converte energia eléctrica em energia sonora. Um alarme, que converte energia eléctrica em energia sonora. 121. O osciloscópio é um instrumento que nasceu no início do século XX e que tem um papel fundamental no estudo de diversos tipos de fenómenos. Qual é a função fundamental de um osciloscópio? Um osciloscópio serve para visualizar os sinais eléctricos.
  • 35 122. Observa a seguinte foto de um osciloscópio: 122.1. A que corresponde a curva observada no ecrã? Ao sinal eléctrico aplicado às placas do osciloscópio. 122.2. Como é possível visualizar um sinal acústico através de um osciloscópio? Utilizando um microfone como transdutor de entrada de um osciloscópio. 123. Um sinal pode ser de dois tipos: analógico e digital. Em que difere um sinal analógico de um sinal digital? Um sinal analógico varia continuamente e um sinal digital varia “aos saltos”, descontinuamente. 124. Classifica como digital ou analógico cada um dos seguintes sinais: 124.1. A temperatura indicada por um termómetro de mercúrio. Analógico 124.2. A temperatura medida nos termómetros actuais, indicada através de algarismos. Digital 124.3. A indicação de massa na escala das balanças electrónicas. Digital 125. O que é a resolução de um instrumento? A resolução de um instrumento corresponde à menor variação de valor que esse instrumento pode detectar. 126. O que é um bit? É um dos dois únicos valores possíveis de um sinal digital. 127. O que é um código binário? Dá um exemplo. É um código que só usa dois sinais. Por exemplo, um código que só use zeros e uns. Cada conjunto de zeros e uns tem um certo significado.
  • 36 128. Como se designa cada conjunto sequencial de 8 bits? Designa-se por byte. 129. O que é um conversor ADC? Um conversor ADC, também chamado um conversor analógico-digital, é um sistema que converte um sinal analógico em digital. 130. Qual é a característica importante de um conversor ADC de que depende a fidelidade da conversão de um sinal analógico em digital? Porquê? É o número de bits. Quanto maior for o número de bits, mais níveis tem o código de conversão. 131. Indica duas vantagens dos sinais digitais sobre os sinais analógicos. A facilidade da codificação e descodificação de um sinal digital e a ausência de ruído. 132. No processo de gravação de som em CD, utiliza-se ou não um conversor ADC? Justifica. Utiliza-se um conversor ADC, para converter o som (sinal analógico) num sinal digital (registado no CD). 7 Componentes e circuitos electrónicos: alguns exemplos 133. Um díodo é um dos componentes electrónicos que conheces. 133.1. Qual é a característica importante de um díodo, que o torna um componente tão utilizado nos circuitos electrónicos? Um díodo é um componente que só permite a passagem de corrente num sentido. 133.2. Qual é a função do díodo nos circuitos electrónicos? Funcionam como rectificadores da corrente, garantindo que a corrente circula apenas num determinado sentido num troço do circuito. 133.3. Para que cumpra a sua função no circuito, quais os cuidados que se devem ter na montagem de um díodo? Tem que se ter em atenção o sentido da corrente eléctrica de modo a respeitar a polaridade do díodo. 134. Um transístor quantas ligações possui? E como se designam? Um transístor possui três ligações: a base, o emissor e o colector. 135. Como se designam os componentes fundamentais dos microprocessadores que são constituídos por milhares de transístores? Designam-se por circuitos integrados, ou vulgarmente por chips.
  • 37 136. Quais são duas das importantes funções que assumem os transístores num circuito electrónico? Os transístores funcionam como amplificadores de sinais eléctricos ou como interruptores automáticos em circuitos de controlo. 137. Qual é o papel da base num transístor? A tensão eléctrica na base controla o fluxo de electrões do emissor para o colector do transístor. 138. Um transístor é constituído por três semicondutores “ensanduichados”. Semicondutores são elementos que apresentam propriedades intermédias no que diz respeito à condutibilidade eléctrica. 138.1. Dá um exemplo de um elemento semicondutor. Silício. 138.2. Indica dois tipos diferentes de semicondutores. Semicondutores tipo n e semicondutores tipo p. 138.3. Em que são semelhantes e em que diferem os dois tipos de semicondutores da alínea anterior? São semelhantes pelo facto de ambos conterem impurezas, intencionalmente acrescentadas ao elemento semicondutor. No entanto, são diferentes pelo facto de, num semicondutor de tipo n as impurezas fazerem surgir electrões livres e num semicondutor do tipo p surgirem lacunas, isto é, electrões em falta. 139. O que é um LED? Um LED é um díodo que emite luz. 140. Em geral, qual é a função de um LED num circuito? Normalmente, um LED funciona como indicador electrónico. 141. O que é um LCD? Um LCD é um mostrador de cristais líquidos. 142. Indica alguns aparelhos onde são usados LCDs. Usam-se LCDs em relógios e termómetros digitais, por exemplo. 143. O que é um LDR? É um resistor cujo valor de resistência depende da luz que recebe. 144. Qual é a função mais vulgar de um LDR? O LDR funciona como sensor de luz.
  • 38 145. Em geral, em que tipos de circuitos são usados os LDRs? Geralmente, usam-se LDRs em dispositivos de controlo. 146. Como varia a resistência de um LDR com a intensidade da luz? A resistência varia na razão inversa da intensidade da luz. Para pequenos valores de intensidade da luz, a resistência do LDR é muito grande. 147. Um condensador é um componente electrónico com variadíssimas aplicações. Utilizam-se condensadores em máquinas fotográficas, em rádios, em aparelhagens, etc. 147.1. Como é constituído um condensador? Um condensador é um componente constituído por dois condutores separados por um isolador – o dieléctrico. 147.2. Como se caracteriza um condensador? Um condensador é caracterizado pela sua capacidade. 148. Em geral, a resistência eléctrica dos condutores depende da temperatura. Qual é o componente electrónico que se baseia nesta propriedade? Termístor 149. Em geral, como são usados os termistores nos circuitos electrónicos? Como sensores de temperatura. 150. Para que serve um potenciómetro? Para fazer variar a tensão num circuito electrónico. 151. Classifica em verdadeiras ou falsas as seguintes afirmações: 151.1. Um LED é um componente electrónico sensível à intensidade de luz. F 151.2. Um termistor é um componente electrónico constituído necessariamente por condutores não óhmicos. F 151.3. O LDR é um componente que rectifica a corrente num circuito electrónico. F 151.4. Um transistor possui três ligações: a base, o emissor e o colector. V 151.5. Um potenciómetro é um condutor com uma resistência variável. V
  • 39 151.6. A resistência de um termistor aumenta com o aumento de temperatura. F 152. Considera o seguinte circuito: R R A B 250 Ω 750 Ω + – 6,0 V 152.1. Que relação existe entre a tensão eléctrica no gerador (6,0 V) e as tensões nos extremos dos resistores? A tensão eléctrica no gerador é a soma das tensões nos extremos das resistências. 152.2. Qual é a intensidade da corrente no circuito? 6 mA 152.3. Qual é a tensão nos extremos de R1? 1,5 V 152.4. Qual é a tensão nos extremos de R2? 4,5 V 152.5. Para que serve o circuito representado? Trata-se de um circuito divisor de tensão. 153. Considera o seguinte circuito: LED BC109C (c) A (b) 100 Ω + (e) tensão entre A e B superior a 0,6 V 4,5 V + – – B 153.1. Nas condições da figura identifica a base o colector e o emissor do transístor. (b) base (c) colector (e) emissor 153.2. Qual é o nome que se dá ao componente que emite luz? Díodo emissor de luz.
  • 40 153.3. Quando se aplica uma tensão entre a base e o emissor inferior a 0,6 V, o dispositivo emissor de luz acende ou não? Porquê? Não, pois não há passagem de corrente entre o emissor e o colector. 153.4. Para que serve o circuito representado? O circuito é um dispositivo de alarme. 154. Completa as seguintes afirmações, de forma a torná-las afirmações cientificamente correctas. 154.1. Num circuito electrónico, o díodo utiliza-se geralmente como _______________ de corrente. Pode emitir luz e, neste caso, chama-se _________. rectificador; LED 154.2. O componente electrónico que se usa para amplificar a corrente eléctrica é o _________________ . Este componente possui três ligações: o _________, o___________ e a _____________. transistor; emissor; colector; base 154.3. Em alarmes de incêndios e em circuitos sensíveis a variações de temperatura usam-se _________________. A resistência destes componentes ___________ com o aumento da temperatura. termistores; diminui 154.4. Para variar a tensão eléctrico num determinado troço de circuito utilizam-se _______________ . potenciómetros 154.5. O LDR é um componente electrónico porque tem uma ________________ dependente da __________ é usado em dispositivos de controlo como __________________. resistência eléctrica; temperatura; sensor de luz 154.6. Os _________________ são componentes electrónicos que acumulam energia. São constituídos por dois ______________ metálicos chamados ____________ e por um ____________ chamado _____________. condensadores; condutores; placas; isolante; dieléctrico