Grandezas elétricas: tensão, intensidade da corrente e resistência

O controle remoto da televisão funciona com duas pilhas que têm impresso $1,5\ \text{V}$. Que grandeza elétrica esse número indica? Explique com as suas palavras o que ele nos diz sobre o «impulso» que a pilha dá às cargas do circuito.

Ordene estas pilhas do maior para o menor «impulso» sobre as cargas: a pilha de $9\ \text{V}$ de um detector de fumaça, a de $4,5\ \text{V}$ de uma lanterna antiga e a de $1,5\ \text{V}$ de um relógio de parede. Que grandeza você comparou para ordená-las?

A tensão das tomadas lá de casa é de $230\ \text{V}$ e a de uma pilha de botão é de $3\ \text{V}$.

1. a) Que grandeza estamos comparando?
2. b) Explique, usando a ideia de «impulso» sobre as cargas, por que a rede elétrica é perigosa e uma pilha de botão não.
3. c) O corpo humano oferece uma certa resistência à passagem da corrente. Com essa ideia, justifique o que acontecerá se a tensão a que estamos expostos for muito maior.

Que grandeza elétrica indica a quantidade de carga que atravessa um condutor em cada segundo? Em que unidade se mede no Sistema Internacional?

O manual de instruções de um drone de brinquedo indica que seus motores consomem $500\ \text{mA}$.

1. a) Expresse essa intensidade em ampères.
2. b) Consome mais ou menos corrente do que uma lâmpada atravessada por $0,6\ \text{A}$?

Um ventilador portátil funciona com quatro pilhas de $1,5\ \text{V}$ colocadas em série, como mostra a figura, e o conjunto fornece $6\ \text{V}$.

1. a) Qual grandeza se soma ao colocar as pilhas dessa forma?
2. b) Explique esse resultado imaginando várias bombas de água colocadas em sequência na mesma tubulação.
3. c) Qual tensão o conjunto forneceria se retirássemos uma das pilhas?

Todos os componentes de um circuito dificultam em maior ou menor grau a passagem da corrente. Que grandeza mede essa oposição? Em que unidade ela se expressa?

Associe cada grandeza elétrica à sua unidade e escreva os três pares completos:

1. a) Tensão.
2. b) Intensidade da corrente elétrica.
3. c) Resistência.

Unidades: ohm ($\Omega$), volt ($\text{V}$) e ampère ($\text{A}$).

Na analogia hidráulica, um circuito elétrico se assemelha a um circuito de água com um reservatório elevado e encanamentos, como mostra a figura.

Indique a que grandeza elétrica corresponde cada elemento:

1. a) A altura em que se encontra o reservatório.
2. b) A vazão de água que circula pelo cano.
3. c) O estrangulamento do cano.

Uma mangueira está ligada a um reservatório de água elevado, como mostra a figura.

1. a) Se elevarmos o reservatório a uma altura maior, o que acontece com a vazão da água que sai pela mangueira?
2. b) Transponha a resposta para um circuito: que grandeza elétrica representa a altura do reservatório e o que acontece com a corrente se ela aumentar?
3. c) Se agora estreitarmos a mangueira, o que acontece com a vazão? A que isso corresponde no circuito?

Por um cano largo e curto a água flui com facilidade; por um estreito e comprido tem muito mais dificuldade.

1. a) Qual dos dois oferece mais resistência à passagem da água?
2. b) Transponha a ideia para dois fios de cobre, um curto e grosso e outro longo e fino: por qual deles a corrente circulará melhor? Justifique.

Ligamos separadamente à mesma pilha, com uma lâmpada, uma barra de cobre e uma mina de lápis (grafite) do mesmo tamanho: com o cobre a lâmpada brilha visivelmente mais.

1. a) Qual dos dois materiais tem maior resistência? Como você sabe?
2. b) Você diria que a grafite é condutora ou isolante? Justifique com o que você observou.
3. c) Apresente uma razão pela qual os revestimentos dos cabos são de plástico e não de grafite.

Complete a frase com as palavras que faltam: «A tensão é medida em $\dots$, a intensidade da corrente em $\dots$ e a resistência em $\dots$». Escreva em seguida o símbolo de cada unidade.

No laboratório existem três resistores identificados como $2\ \text{k}\Omega$, $2200\ \Omega$ e $2,5\cdot10^{3}\ \Omega$.

1. a) Expresse os três valores em ohms.
2. b) Ordene-os do menor para o maior valor de resistência.

Ao medir com o multímetro uma pilha de controle remoto que deveria fornecer $1,5\ \text{V}$, o aparelho indica $1,2\ \text{V}$.

1. a) Que grandeza medimos e em que unidade?
2. b) O que você acha que aconteceu com a pilha? Você continuaria a usá-la em um aparelho que precisa de muita energia?

Estas frases de um teste contêm erros de unidades. Corrija cada uma e justifique a correção:

1. a) «A pilha tem uma intensidade de $1,5\ \text{V}$».
2. b) «Pela lâmpada passa uma tensão de $0,3\ \text{A}$».
3. c) «A resistência deste cabo é de $10\ \text{V}$».

No laboratório utilizamos um aparelho que pode medir tensão, intensidade da corrente e resistência conforme a posição do seu seletor rotativo.

1. a) Como ele se chama?
2. b) Que unidade você selecionaria com o botão para verificar a pilha de $4,5\ \text{V}$ de um brinquedo?

Queremos medir com o multímetro a resistência de uma lâmpada desligada do circuito.

1. a) Que unidade selecionamos com o seletor do aparelho?
2. b) Se o multímetro indicar $10\ \Omega$, explique o que significa esse valor.

Observe o circuito da figura, com as duas posições possíveis (A e B) do multímetro.

Para medir a tensão nos terminais de uma lâmpada ligada a uma pilha, onde colocamos as duas pontas de prova do multímetro: em contato com os dois terminais da lâmpada ou interrompendo um fio e intercalando o aparelho no circuito? Explique o que o multímetro mede em cada ligação.

Queremos medir a corrente que atravessa uma lâmpada em um circuito com pilha, como o da figura, que apresenta duas ligações possíveis (A e B) do aparelho.

1. a) Onde se deve intercalar o amperímetro?
2. b) Explique por que não basta simplesmente tocar nos dois terminais da lâmpada com as pontas de prova.

Observe na figura como se ligam o amperímetro e o voltímetro.

O amperímetro é ligado intercalando-o no circuito, de modo que toda a corrente passe por ele.

1. a) Justifique se a resistência interna dele deve ser muito grande ou muito pequena, pensando no que aconteceria com a corrente que queremos medir.
2. b) O voltímetro, por outro lado, é ligado aos dois terminais do componente. Justifique se nele convém ter uma resistência interna grande ou pequena, pensando em qual caminho a corrente preferirá seguir.

Você dispõe de uma pilha, uma lâmpada, fios de ligação e um multímetro. Descreva passo a passo como mediria:

1. a) A tensão que a pilha aplica à lâmpada.
2. b) A intensidade da corrente que a atravessa.
3. c) Explique por que razão, num dos casos, o aparelho é colocado ligado aos terminais da lâmpada e, no outro, intercalado no circuito.

Montamos um circuito com uma pilha, fios de ligação e uma lâmpada.

1. a) Construa a analogia hidráulica completa: indique o que representam, num circuito de água com bomba, a pilha, os fios, a lâmpada e a corrente.
2. b) Usando a analogia, preveja o que acontece com o brilho da lâmpada se trocarmos por uma pilha de maior tensão.
3. c) E se adicionarmos uma segunda lâmpada que "estreite" mais a passagem?

Numa montagem de laboratório, o Lucas substitui o fio grosso por um fio de cobre muito fino e comprido, e observa que a lâmpada brilha menos.

1. a) Que grandeza do novo fio se alterou em relação ao anterior?
2. b) Explique, com a analogia hidráulica, por que a lâmpada brilha menos.
3. c) Preveja o que deve ter acontecido com a medição do amperímetro do circuito: marca mais, menos ou o mesmo?