Exercícios sobre Eletrodinâmica para o ENEM
A eletrodinâmica é um dos temas de física cobrados no ENEM. Aperfeiçoe seus conhecimentos e tire suas dúvidas com esta lista de exercícios focados no ENEM.
Questão 1
Em uma residência, o circuito elétrico é projetado para garantir a segurança dos moradores e a eficiência no uso dos aparelhos elétricos. Um eletricista foi chamado para verificar um problema de sobrecarga em uma das tomadas da casa. Ele mediu a corrente elétrica que passava por um fio, que segundo as especificações do fabricante, possui resistência de 0,5 Ω.
Os manuais de instalação elétrica indicam que a potência dissipada nos fios não deve ultrapassar 72 W para evitar riscos de superaquecimento e incêndios. Para a instalação estar dentro das especificações de segurança, o valor máximo da corrente que pode passar pelo condutor será de
a) 3 A.
b) 6 A.
c) 12 A.
d) 15 A
e) 24 A
O objetivo da questão é determinar um certo valor de corrente elétrica (i) que mantenha a instalação dentro das especificações de segurança sugeridas pelo fabricante.
Os dados fornecidos são:
Resistência no condutor de 0,5 
e potência dissipada máxima de 72 W.
Resolução
O modelo matemático que usaremos para resolver a questão é:
Onde P é a potência, i é a corrente e R a resistência.
Esta fórmula relaciona os dados fornecidos no enunciado com a grandeza que planejamos determinar, no caso, i.
Isolando i na equação:
Substituindo os valores fornecidos e calculando:
Conclusão
A máxima corrente no condutor deve ser de 12 A.
Questão 2
Um tablet possui uma bateria de 9000 mAh (miliampere-hora) e 3,7 V. Para recarregar a bateria, utiliza-se um carregador ideal que se conecta a uma tomada de 110 V e fornece uma corrente constante de 15 A.
Supondo o caso ideal, eficiência do carregador de 100%, e que a bateria está completamente descarregada, qual será o tempo necessário para recarregar totalmente a bateria?
a) 12 min
b) 24 min
c) 36 min
d) 48 min
e) 1 hora
O objetivo da questão é determinar em quanto tempo a bateria estará em 100% de carga.
As informações no enunciado são:
Bateria de 9000 mAh e 3,7V.
Corrente de 15 A e 110 V fornecida pela tomada.
O manual do carregador informa que, devido à sua eficiência ideal, a corrente fornecida é utilizada integralmente no processo de carregamento.
Onde Q é a carga, i é a corrente e t é o tempo.
Logo,
A carga da bateria é de 9000 mAh ou 9Ah e a corrente i = 15A.
Transformando em minutos:
Questão 3
Em uma oficina mecânica, há uma rede elétrica que precisa ser ajustada para alimentar uma nova máquina. Para isso, o projeto prevê a utilização de três resistores, R1, R2 e R3, com resistências de 2 Ω, 3 Ω e 6 Ω, respectivamente. Os resistores foram associados em série e conectados a uma fonte de tensão de 24 V.
A corrente elétrica máxima permitida para seu funcionamento seguro é de 2 A. É necessário garantir que a corrente elétrica no circuito não ultrapasse esse valor para evitar danos ao equipamento e garantir a segurança da instalação.
Considerando que apenas o resistor 1 possa ser alterado para satisfazer as condições de segurança, a diferença de resistência entre o resistor do projeto e novo será de
a) 1 
.
b) 2 .
c) 3 .
d) 4 .
e) 5 .
O enunciado diz que os resistores estão ligados em série, logo, todos são percorridos pela mesma corrente.
Os três resistores podem ser substituídos por um equivalente, sendo:
Utilizando a Lei de Ohm, podemos determinar qual o resistor equivalente necessário.
Logo, como apenas R1 pode ser alterado, sua resistência deve ser elevada em 1 .
Questão 4
Em uma residência, um novo chuveiro elétrico será instalado. O chuveiro possui três opções de potência: 3300 W, 4400 W e 5300 W, que podem ser selecionadas conforme a necessidade. O manual do chuveiro especifica que ele deve ser ligado a uma rede elétrica de 220 V.
O proprietário deseja saber qual disjuntor escolher para garantir que a fiação não superaqueça. Considerando a opção de máxima potência, o disjuntor escolhido foi o de
a) 9 A
b) 15 A
c) 18 A
d) 23 A
e) 30 A
Para calcular a corrente elétrica que passará pelo chuveiro quando configurado na maior potência, utilizamos a fórmula:
P = V . i
Onde P é a potência, V a tensão e i a corrente.
A configuração inverno é a de maior potência, por ser o período que a água está normalmente mais fria, sendo necessário mais energia para aquecê-la.
Sendo P = 5500 W e a tensão de 220 V, a corrente será:
Assim, o disjuntor deve possuir, no mínimo, 30 A.
Questão 5
Em uma residência, um eletricista está instalando um novo sistema de iluminação na sala de estar. O circuito é composto por três lâmpadas, onde duas delas (R1 e R2) estão em paralelo e uma terceira (R3) está em série com esse conjunto. As resistências das lâmpadas são: R1=6 Ω, R2=6 Ω e R3=3 Ω. O circuito está conectado a uma fonte de tensão de 18 V.
O eletricista precisa calcular a resistência equivalente do circuito para garantir que a instalação está correta e segura. Qual é a resistência equivalente do circuito?
a) 2
b) 3
c) 4
d) 5
e) 6
Primeiro, determinamos a resistência equivalente aos resistores R1 e R2 que estão em paralelo.
Este R calculado agora está em série com R3. O equivalente será:
Questão 6
Durante uma tempestade, um raio atinge uma árvore na área rural de uma cidade. Sabe-se que a corrente elétrica de um raio pode atingir 30.000 A e que a duração do pulso de corrente é de aproximadamente 0,001 segundos (1 milissegundo). Considere que toda a carga transferida pelo raio é depositada na árvore. Para entender o impacto do raio, é necessário calcular a carga elétrica total transferida para a árvore, sendo de
a) 0,3 C
b) 3 C
c) 30 C
d) 300 C
e) 3000 C
Para determinar a carga transferida para a árvore, usamos a seguinte relação:
Assim, a quantidade de carga é a razão entre a corrente e o tempo. Substituindo os valores fornecidos pelo problema, temos:
Logo, 0,3 C são transferidos para a árvore.
Aprenda mais sobre eletrodinâmica.
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ASTH, Rafael. Exercícios sobre Eletrodinâmica para o ENEM. Toda Matéria, [s.d.]. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/exercicios-sobre-eletrodinamica-para-enem/. Acesso em:
