Circuito elétrico: o que é, elementos e representação

Nesta aula de Física você irá revisar tudo sobre circuito elétrico, como desenhá-lo e calcular as grandezas existentes. Entenderá ainda o significado de curto circuito e para que servem os fusíveis e disjuntores. Ah, aprenderá também sobre a importância do fio terra nas instalações de casa. Fique com a gente, estude e garanta boas notas nos vestibulares e no Enem!

O que é um circuito elétrico?

Todo aparelho elétrico necessita de um circuito elétrico para funcionar. Assim, os circuitos elétricos são definidos como a composição de dispositivos elétricos conectados entre si por materiais condutores e ligados a uma fonte de energia elétrica.

Além das usinas hidrelétricas, são exemplos de fontes de energia elétrica as pilhas comuns e as baterias de telefones celulares ou de carros.

A pilha é um dispositivo no qual ocorrem reações químicas que fornecem energia elétrica. Essas reações mantém uma diferença de potencial elétrico (ddp) ou tensão entre os pontos positivo e negativo da pilha.

A ddp entre os polos de uma pilha comum é de 1,5 V. Nas baterias de celular, a diferença de potencial é da ordem de 3,6V. Enquanto as baterias de automóvel têm entre seus terminais uma ddp da ordem de 12V.

Elementos de um circuito elétrico simples

Alguns elementos de um circuito elétrico simples são:

• Resistor

Acima temos um resistor de carbono cuja função é converter energia elétrica em energia térmica. Ele é composto por ligas metálicas e carbono. Fios elétricos e resistências de chuveiros também são exemplos de resistores.

• Bateria de 9V

A bateria de 9V acima, é um exemplo de gerador e tem a função de transformar energia química em energia elétrica. É composta por ligas metálicas, eletrólitos e substancias fotossensíveis. Pilhas, baterias, dínamos e células fotoelétricas são exemplos de geradores.

• Motor

Acima você vê dois motores elétricos, exemplos de receptores elétricos cuja função é transformar energia elétrica em outro tipo de energia que não exclusivamente térmica. É composto por metais, imãs e gases ionizados. Motores elétricos, lâmpadas fluorescentes e alto-falantes também são exemplos de receptores elétricos.

Representação de um circuito elétrico simples

No esquema acima, cada componente do circuito é representado por um símbolo. As setas vermelhas representam a corrente elétrica que se estabelece no circuito.

Os geradores, pilhas, baterias, etc, são representados por duas pequenas barras paralelas de comprimentos diferentes.

Os receptores são representados da mesma maneira, porém o sentido da corrente elétrica é o inverso. Ou seja, enquanto no gerador a corrente elétrica entra pela barra menor, no receptor a corrente entre pela barra maior.

Dica! Preste muita atenção em identificar geradores e receptores em um circuito. Somente uma vez definido o sentido da corrente elétrica é que você conseguirá diferenciar gerador de receptor!

Curto circuito

Normalmente, o circuito de um aparelho elétrico é projetado para que a tensão aplicada a ele e a sua resistência sejam tais que a correte elétrica esteja abaixo de um valor suportável por seus condutores. Caso contrário, o sistema irá esquentar podendo vir a derreter o fio e abrindo o circuito.

O curto circuito ocorre quando a corrente elétrica passa por uma ligação acidental ou intencional de baixa resistência.

Observe o esquema abaixo:

Veja que a corrente não chega a passar pelo receptor. Ela escolhe o caminho mais fácil, sem resistência. Dizemos que a corrente não passa pelo gerador porque o circuito está em curto.

Fusíveis e disjuntores

Para evitar danos causados por um eventual curto circuito, é importante que os circuitos elétricos tenham dispositivos capazes de impedir que a corrente ultrapasse os valores máximos suportados pelos componentes do circuito.

Fusíveis e disjuntores são dispositivos de segurança que interrompem a corrente elétrica quando esta aumenta perigosamente.

A maioria dos eletrodomésticos possuem fusíveis. Antes de mandar arrumar quando este não funciona devido a alguma alta tensão, verifique primeiro o fusível. Ele é baratinho, seu custo gira em torno de R$3,00 a R$5,00, e é fácil de ser substituído. Mas lembre-se de tirar o eletrodoméstico da tomada se for substituí-lo, ok?

O fusível é um cartucho de vidro ou plástico com um filamento ou uma lâmina em seu interior, feito de metal condutor com baixo ponto de fusão, que derrete quando a corrente ultrapassa certo valor abrindo o circuito.

O disjuntor é uma chave que desliga ou desarma automaticamente quando a corrente elétrica ultrapassa certo limite. Não é substituído. Pode ser religado, bastando acionar a chave que fora desligada.

Fio terra

O fio terra é um fio de menor calibre que os demais. Geralmente é da cor verde. Todo fio terra é conectado diretamente à terra, a qual, por sua vez, é um grande absorvedor de elétrons.

O fio terra previne que as pessoas levem choques e que aparelhos sejam danificados no caso de descargas elétricas indesejadas. Toda casa ou prédio deve ter um fio terra instalado.

Resumo sobre a Lei de Ohm

Continue estudando sobre os circuitos elétricos na aula abaixo, em que o professor Otávio faz um resumo sobre a Lei de Ohm.

Exercícios sobre Circuitos Elétricos

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2. 2
3. 3
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8. 8
9. 9
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1. Respondido
2. Revisão

1. Pergunta 1 de 10

   1. Pergunta

   (Mackenzie SP/2019)

   Um estagiário do curso de Engenharia Elétrica da UPM – Universidade Presbiteriana Mackenzie – montou um circuito com o objetivo de acumular energia da ordem de mJ (milijoule). Após algumas tentativas, ele vibrou com a montagem do circuito abaixo, cuja energia potencial elétrica acumulada vale, em mJ,

   

   • 2
   • 3
   • 4
   • 6
   • 9
   Correto
   

   Parabéns, resposta correta! Siga com o simulado.

   Incorreto
   

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2. Pergunta 2 de 10

   2. Pergunta

   (UCB DF/2019)

   
   Considerando-se o esquema do circuito elétrico apresentado, qual é a energia dissipada pela lâmpada em 10,0 min, sabendo-se que a ddp é de 20,0 V e que os resistores possuem a mesma resistência da lâmpada (40,0Ω)?

   • 2,50 J
   • 250 J
   • 1,50 kJ
   • 8,00 kJ
   • 960 J
   Correto
   

   Parabéns, resposta correta! Siga com o simulado.

   Incorreto
   

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3. Pergunta 3 de 10

   3. Pergunta

   (UNIOESTE PR/2019)

   Para construção de um circuito simples, dispõe-se de dois resistores, rotulados como resistor 1 e resistor 2, cujos valores de resistência são, respectivamente, R1 e R2. O valor da resistência R1 é duas vezes maior que o valor da resistência R2. Os resistores são associados em série e o conjunto é submetido a uma diferença de potencial V.

   Considere as seguintes assertivas sobre o funcionamento desse circuito:

   I. A queda de tensão no resistor 1 é duas vezes maior que a queda de tensão no resistor 2.
   II. A queda de tensão no resistor 1 é duas vezes menor que a queda de tensão no resistor 2.
   III. A dissipação de calor no resistor 1 é duas vezes maior que a dissipação de calor no resistor 2.
   IV. A intensidade da corrente elétrica no resistor 1 é duas vezes maior que a intensidade da corrente elétrica no resistor 2.

   Sobre essas assertivas, é CORRETO afirmar.

   • Apenas a assertiva III é correta.
   • Apenas a assertiva I é correta.
   • As assertivas III e IV são corretas.
   • As assertivas II e IV são corretas.
   • As assertivas I e III são corretas.
   Correto
   

   Parabéns, resposta correta! Siga com o simulado.

   Incorreto
   

   A resposta está incorreta. Veja uma revisão nesta aula e continue se preparando para o Enem e vestibulares!
4. Pergunta 4 de 10

   4. Pergunta

   (UNITAU SP/2019)

   Uma fonte de tensão contínua, regulada em 10 V, alimenta os resistores R1 e R2, conforme o circuito abaixo.

   

   Sabendo que as resistências de R1 e R2 são, respectivamente, 2 ohms e 4 ohms, é CORRETO afirmar que a potência fornecida pela fonte ao circuito é de

   • 7,5 W
   • 55 W
   • 57 W
   • 75 W
   • 77 W
   Correto
   

   Parabéns, resposta correta! Siga com o simulado.

   Incorreto
   

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5. Pergunta 5 de 10

   5. Pergunta

   (FPS PE/2019)

   Três lâmpadas incandescentes L1, L2 e L3 são ligadas como indicado no circuito abaixo. Cada lâmpada é especificada pelo fabricante como: L1(6W – 6V), L2(2W – 6V) e L3(4W – 6V). Entre os pontos A e B, liga-se uma bateria ideal cuja d.d.p. é V = 3,0 volts. Calcule o valor da corrente que flui através da lâmpada L1.

   

   • 0,10 A
   • 0,25 A
   • 0,20 A
   • 0,15 A
   • 0,30 A
   Correto
   

   Parabéns, resposta correta! Siga com o simulado.

   Incorreto
   

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6. Pergunta 6 de 10

   6. Pergunta

   (UniCESUMAR PR/2019)

   O esquema representa o circuito elétrico de uma lanterna, composto por nove LEDs idênticos, uma bateria ideal de 4,5 V e uma chave liga-desliga C.

   

   Quando a lanterna está ligada, cada LED é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 120 mA. Nessa situação, a potência fornecida pela bateria é igual a

   • 0,26 W.
   • 0,54 W.
   • 0,81 W.
   • 1,20 W.
   • 1,62 W.
   Correto
   

   Parabéns, resposta correta! Siga com o simulado.

   Incorreto
   

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7. Pergunta 7 de 10

   7. Pergunta

   (UECE/2019)

   Considere um ferro elétrico de passar roupas. De modo simplificado, ele pode ser tratado como um resistor ligado a uma fonte de tensão. Há também no circuito os condutores que conectam o ferro de passar à tomada. Como não se trata de cabos feitos de material supercondutor, há também a resistência do cabo. Do ponto de vista prático, é como se as resistências do ferro e do cabo fossem ligadas em série à fonte de tensão. Para geração de calor pelo ferro com maior eficiência, é recomendável que a resistência do cabo seja

   • muito maior do que a resistência elétrica do ferro de passar.
   • proporcional à corrente elétrica na rede.
   • proporcional à tensão elétrica na rede.
   • muito menor do que a resistência elétrica do ferro de passar.
   Correto
   

   Parabéns, resposta correta! Siga com o simulado.

   Incorreto
   

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8. Pergunta 8 de 10

   8. Pergunta

   (UNESP/2018)

   Para obter experimentalmente a curva da diferença de potencial U em função da intensidade da corrente elétrica i para uma lâmpada, um aluno montou o circuito a seguir. Colocando entre os pontos A e B resistores com diversos valores de resistência, ele obteve diferentes valores de U e de i para a lâmpada.

   

   Considerando que a bateria de 9,0 V, os aparelhos de medida e os fios de ligação sejam ideais, quando o aluno obteve as medidas U = 5,70 V e i = 0,15 A, a resistência do resistor colocado entre os pontos A e B era de

   • 100 Ω .
   • 33Ω.
   • 56Ω .
   • 68Ω.
   • 22 Ω.
   Correto
   

   Parabéns, resposta correta! Siga com o simulado.

   Incorreto
   

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9. Pergunta 9 de 10

   9. Pergunta

   (UNICAMP SP/2018)

   Sempre que necessário, use aceleração da gravidade g = 10 m/s².

   Nos últimos anos, materiais exóticos conhecidos como isolantes topológicos se tornaram objeto de intensa investigação científica em todo o mundo. De forma simplificada, esses materiais se caracterizam por serem isolantes elétricos no seu interior, mas condutores na sua superfície. Desta forma, se um isolante topológico for submetido a uma diferença de potencial U, teremos uma resistência efetiva na superfície diferente da resistência do seu volume, como mostra o circuito equivalente da figura abaixo. Nessa situação, a razão F = is/iv entre a corrente iS que atravessa a porção condutora na superfície e a corrente iV que atravessa a porção isolante no interior do material vale

   

   • 0,002.
   • 0,2.
   • 100,2.
   • 500.
   Correto
   

   Parabéns, resposta correta! Siga com o simulado.

   Incorreto
   

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10. Pergunta 10 de 10

    10. Pergunta

    (UFPR/2018)

    Na área de Eletrodinâmica, em circuitos elétricos, são comuns associações entre capacitores e entre resistores. A respeito do assunto, considere as seguintes afirmativas:

    1. Numa associação de resistores em série, o resistor equivalente sempre tem resistência maior que qualquer uma das resistências dos resistores que formam a associação.
    2. Numa associação de capacitores em paralelo, a tensão aplicada ao capacitor equivalente é dada pela soma das tensões em cada capacitor que forma a associação.
    3. Numa associação de capacitores em série, a carga em cada capacitor é a mesma, e o capacitor equivalente tem uma carga igual à de cada capacitor da associação.

    Assinale a alternativa correta.

    • Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
    • Somente a afirmativa 2 é verdadeira.
    • Somente a afirmativa 3 é verdadeira.
    • Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
    • Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.
    Correto
    

    Parabéns, resposta correta! Siga com o simulado.

    Incorreto
    

    A resposta está incorreta. Veja uma revisão nesta aula e continue se preparando para o Enem e vestibulares!

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