Exercícios sobre Lei de Ohm (com respostas explicadas)

Rafael C. Asth
Rafael C. Asth
Professor de Matemática e Física

Pratique exercícios sobre as Leis de Ohm, que estabelecem uma relação entre a resistência elétrica, a corrente e a diferença de potencial.

Os exercícios são resolvidos passo a passo para que você aprenda de vez este conteúdo da Física.

Questão 1

Determine a diferença de potencial em um fio condutor com resistência de 20 Ohms, por onde passa uma corrente de 5 Amperes.

Utilizando a 1ª lei de Ohm:

reto U igual a reto R. reto i reto U igual a 20 espaço reto ómega maiúsculo espaço. espaço 5 espaço reto A reto U igual a 100 espaço reto V

A diferença de potencial (ddp) será de 100 Volts.

Questão 2

Determine a resistência em um condutor de cobre, com comprimento igual a 10 m e área de seção transversal de 1 mm². A resistividade do cobre e igual a 0,0172 Ω.mm²/m.

Pela segunda Lei de Ohm, temos:

reto R igual a reto ró reto L sobre reto A reto R igual a 0 vírgula 0172 espaço reto ómega maiúsculo. numerador riscado diagonal para cima sobre mm ao quadrado fim do riscado sobre denominador diagonal para cima risco reto m fim da fração. numerador 10 espaço diagonal para cima risco reto m sobre denominador 1 espaço riscado diagonal para cima sobre mm ao quadrado fim do riscado fim da fração reto R igual a 0 vírgula 172 espaço espaço reto ómega maiúsculo

Questão 3

Um engenheiro está projetando um sistema de iluminação utilizando lâmpadas LED. Cada lâmpada possui uma voltagem de 12 V e consome uma corrente elétrica de 0,5 A.

A resistência elétrica de uma lâmpada LED que possui uma voltagem de 12 V e consome uma corrente elétrica de 0,5 A é de

a) 6 ohms

b) 24 ohms

c) 30 ohms

d) 48 ohms

e) 60 ohms

Gabarito explicado

Utilizando a 1ª Lei de Ohm podemos calcular a resistência.

A resistência elétrica da lâmpada é:

reto V igual a reto R. reto ireto R igual a reto V sobre reto ireto R igual a numerador 12 sobre denominador 0 vírgula 5 fim da fração igual a 24 espaço ohms

Questão 4

Uma empresa possui um equipamento que funciona com uma corrente elétrica de 5 A e uma voltagem de 220 V. Entretanto, o novo local onde a empresa se instalou fornece uma voltagem de 127 V.

Considerando a resistência constante, a nova corrente elétrica consumida ao ligar o equipamento na nova voltagem será de aproximadamente

a) 2,27 A.

b) 2,89 A.

c) 3,58 A.

d) 4,21 A.

e) 5,00 A.

Gabarito explicado

Dados

Primeira instalação:

i=5 A

V=220V

Segunda instalação:

V=127 V

Objetivo: determinar a corrente consumida na segunda instalação.

Passo 1: determinar a resistência do equipamento.

Como a resistência é constante, será igual nas duas instalações.

Utilizando a 1ª Lei de Ohm:

reto V igual a reto R. reto i

Onde,

V é a voltagem,

R é a resistência,

i é a corrente.

reto V igual a reto R. reto i220 igual a reto R.5220 sobre 5 igual a reto R44 espaço reto ómega maiúsculo igual a reto R

Passo 2: determinar a corrente na nova instalação.

Utilizamos novamente a 1ª Lei de Ohm.

reto V igual a reto R. reto i127 igual a 44. reto i127 sobre 44 igual a reto i2 vírgula 89 espaço reto A aproximadamente igual reto i

Desta forma, a nova corrente será de aproximadamente, 2,89 A.

Questão 5

Um técnico trabalha com um circuito que possui uma corrente elétrica de 3 A e uma voltagem de 12 V. Por uma mudança no projeto, a resistência no circuito aumentou na proporção de 1,5. Mantendo a mesma diferença de potencial, a nova corrente será de:

a) 2 A.

b) 4 A.

c) 6 A.

d) 9 A.

e) 12 A.

Gabarito explicado

Dados

i=3 A

V= 12 V

A resistência será multiplicada por 1,5.

Passo 1: determinar a resistência inicial.

Utilizando a 1ª Lei de Ohm, temos:

reto V igual a reto R. reto ireto R igual a reto V sobre reto ireto R igual a 12 sobre 3 igual a 4 espaço reto ómega maiúsculo

Passo 2: determinar a nova corrente.

reto V igual a reto R. reto ireto i igual a reto V sobre reto Rreto i igual a numerador 12 sobre denominador 4.1 vírgula 5 fim da fração igual a 12 sobre 6 igual a 2 espaço reto A

Questão 6

Um chuveiro elétrico possui uma resistência feita de níquel-cromo, com 20 cm de comprimento e área de seção transversal de 1 mm². Sujeito a uma ddp de 220 V e uma corrente de 10 A, sua resistividade é de

a) 110.10 à potência de menos 6 fim do exponencial espaço reto ómega maiúsculo. reto m igual a reto ró

b) 220.10 à potência de menos 6 fim do exponencial espaço reto ómega maiúsculo. reto m igual a reto ró

c) 110.10 à potência de menos 8 fim do exponencial espaço reto ómega maiúsculo. reto m igual a reto ró

d) 220.10 à potência de menos 8 fim do exponencial espaço reto ómega maiúsculo. reto m igual a reto ró

e) 22.10 à potência de menos 8 fim do exponencial espaço reto ómega maiúsculo. reto m igual a reto ró

Gabarito explicado

Dados

Liga de níquel-cromo;

20 cm de comprimento;

1 mm² de área de seção transversal;

ddp de 220 V;

corrente de 10 A.

Objetivo: determinar a resistividade da liga.

Passo 1: determinar a resistência.

Para isso, utilizamos a 1ª Lei de Ohm.

reto V igual a reto R. reto ireto R igual a reto V sobre reto ireto R igual a 220 sobre 10 igual a 22 espaço reto ómega maiúsculo

Passo 2: determinar a resistividade.

Utilizamos a 2ª Lei de Ohm.

reto R igual a reto ró reto L sobre reto A

R é a resistência,

L é o comprimento,

A é a área de seção transversal,

L é o comprimento.

Como a medida da área está em milímetro quadrado, é preciso passar para metro quadrado.

1 espaço mm ao quadrado igual a parêntese esquerdo 10 à potência de menos 3 fim do exponencial espaço reto m parêntese direito ao quadrado igual a 10 à potência de menos 6 fim do exponencial reto m à potência de 2 fim do exponencial

Substituindo os valores na fórmula:

reto R igual a reto ró reto L sobre reto Anumerador reto R. reto A sobre denominador reto L fim da fração igual a reto rónumerador 22.10 à potência de menos 6 fim do exponencial sobre denominador 20 fim da fração igual a reto ró1 vírgula 1.10 à potência de menos 6 fim do exponencial igual a reto rónegrito 110 negrito. negrito 10 à potência de negrito menos negrito 8 fim do exponencial negrito espaço negrito ómega maiúsculo negrito. negrito m negrito igual a negrito ró

Questão 7

Em um projeto de circuito elétrico, uma equipe de engenharia precisa reduzir a resistência em pelo menos 20%. Para isso, uma maneira seria

a) aumentar em 20% a área de seção do fio condutor.

b) aumentar em 25% a área de seção do fio condutor.

c) reduzir em 20% a área de seção do fio condutor.

d) reduzir em 25% a área de seção do fio condutor.

e) reduzir em 50% a área de seção do fio condutor.

Gabarito explicado

Pela segunda Lei de Ohm a resistência e inversamente proporcional a área de seção transversal dos condutores.

reto R seta para baixo igual a reto ró numerador reto L sobre denominador reto A seta para cima fim da fração

Se aumentarmos a área, a resistência diminui, pois estamos dividindo por um número maior.

Reduzir a resistência em 20% equivale a multiplicar seu valor por 0,8, pois:

100% - 20% = 0,80%

Isolando A na equação da segunda Lei de Ohm, temos:

reto A com 1 subscrito igual a numerador reto ró. reto L sobre denominador reto R fim da fração sendo A1 a área original.

reto A com 2 subscrito igual a numerador reto ró. reto L sobre denominador 0 vírgula 8. reto R fim da fração e A2 a nova área.

Fazendo a razão entre as áreas:

começar estilo tamanho matemático 18px reto A com 2 subscrito sobre reto A com 1 subscrito igual a numerador numerador reto ró. reto L sobre denominador 0 vírgula 8. espaço reto R fim da fração sobre denominador numerador reto ró. reto L sobre denominador reto R fim da fração fim da fraçãoreto A com 2 subscrito sobre reto A com 1 subscrito igual a numerador riscado diagonal para baixo sobre reto ró. reto L fim do riscado sobre denominador 0 vírgula 8. espaço diagonal para baixo risco reto R fim da fração. numerador diagonal para baixo risco reto R sobre denominador riscado diagonal para baixo sobre reto ró. reto L fim do riscado fim da fração igual a numerador 1 sobre denominador 0 vírgula 8 fim da fração igual a 1 vírgula 25fim do estilo

Assim, a nova área do fio condutor deverá ser 25% maior, para reduzir a resistência em 20%.

Questão 8

(PUC - RS) Durante um experimento realizado com um condutor que obedece à lei de Ohm, observou-se que o seu comprimento dobrou, enquanto a área da sua secção transversal foi reduzida à metade. Neste caso, se as demais condições experimentais permanecerem inalteradas, pode-se afirmar que a resistência final do condutor, em relação à resistência original, será:

a) dividida por 4.

b) quadruplicada.

c) duplicada.

d) dividida por 2.

e) mantida.

Gabarito explicado

A segunda Lei de Ohm estabelece a relação entre comprimento e área da secção transversal de fio condutor.

reto R igual a reto ró reto L sobre reto A

O comprimento L será duplicado e a área da secção do fio reduzida a metade.

reto R igual a reto ró numerador 2 reto L sobre denominador começar estilo mostrar reto A sobre 2 fim do estilo fim da fração igual a reto ró.2 reto L.2 sobre reto A igual a negrito 4 negrito ró negrito L sobre negrito A

Assim, concluímos que a resistência foi multiplicada por quatro.

Questão 9

(UFRN) Um eletricista instalou uma cerca elétrica no muro de uma residência. Nas especificações técnicas do sistema, consta que os fios da cerca estão submetidos a uma diferença de potencial 1 vírgula 0 reto x 10 à potência de 4 V em relação à Terra. O eletricista calculou o valor da corrente que percorreria o corpo de uma pessoa adulta caso esta tocasse a cerca e recebesse uma descarga elétrica. Sabendo-se que a resistência elétrica média de um adulto é de 2 vírgula 0 x 10 à potência de 6 espaçoΩ e utilizando-se a lei de Ohm, o valor calculado pelo eletricista para tal corrente, em ampère, deve ser:

a) 2 vírgula 0 reto x 10 ao quadrado

b) 5 vírgula 0 reto x 10 à potência de menos 3 fim do exponencial

c) 5 vírgula 0 reto x 10 ao cubo

d) espaço 2 vírgula 0 reto x 10 à potência de menos 2 fim do exponencial

Gabarito explicado

Pela primeira de Lei de Ohm:

reto U igual a reto R. reto i

R é a resistência;

U é a diferença de potencial;

i é a corrente.

Isolando i na equação e substituindo os valores:

reto U igual a reto R. reto ireto U sobre reto R igual a reto inumerador 1 vírgula 0 reto x 10 à potência de 4 sobre denominador 2 vírgula 0 reto x 10 à potência de 6 fim da fração igual a reto i0 vírgula 5 reto x 10 à potência de 4 menos 6 fim do exponencial igual a reto i0 vírgula 5 reto x 10 à potência de menos 2 fim do exponencial igual a reto inegrito 5 negrito x negrito 10 à potência de negrito menos negrito 3 fim do exponencial negrito igual a negrito i

Questão 10

(Enem) Cientistas da Universidade de New South Wales, na Austrália, demonstraram em 2012 que a Lei de Ohm é válida mesmo para fios finíssimos, cuja área da seção reta compreende alguns poucos átomos. A tabela apresenta as áreas e comprimentos de alguns dos fios construídos (respectivamente com as mesmas unidades de medida). Considere que a resistividade mantém-se constante para todas as geometrias (uma aproximação confirmada pelo estudo).

Imagem associada a questão.

As resistências elétricas dos fios, em ordem crescente, são

a) R1 < R2 < R3 < R4.

b) R2 < R1 < R3 < R4.

c) R2 < R3 < R1 < R4.

d) R4 < R1 < R3 < R2.

e) R4 < R3 < R2 < R1.

Gabarito explicado

A segunda Lei de Ohm relaciona estas grandezas, assim:

reto R igual a reto ró reto L sobre reto A

Como a resistividade ró é constante, avaliaremos a razão entre o comprimento L e a área A para os quatro fios.

Fio 1

reto R com 1 subscrito igual a reto ró 312 sobre 9 aproximadamente igual reto ró 34 vírgula 6 espaço reto ómega maiúsculo

Fio 2

reto R com 2 subscrito igual a reto ró 47 sobre 4 igual a reto ró 11 vírgula 75 espaço reto ómega maiúsculo

Fio 3

reto R com 3 subscrito igual a reto ró 54 sobre 2 igual a reto ró 27 espaço reto ómega maiúsculo

Fio 4

reto R com 4 subscrito igual a reto ró 106 sobre 1 igual a reto ró 106 espaço reto ómega maiúsculo

Em ordem crescente, verificamos que:

R2 < R3 < R1 < R4.

Aprenda mais em:

Veja também exercícios de Física (resolvidos) para 3º ano do ensino.

Rafael C. Asth
Rafael C. Asth
Professor de Matemática licenciado, pós-graduado em Ensino da Matemática e da Física e Estatística. Atua como professor desde 2006 e cria conteúdos educacionais online desde 2021.