Corrente elétrica exercícios resolvidos envolvem, principalmente, o cálculo da quantidade de carga que atravessa um condutor em certo intervalo de tempo ou a aplicação da Lei de Ohm em um circuito. Para acertar essas questões, é necessário identificar as grandezas fornecidas, usar unidades compatíveis e compreender se os elementos estão ligados em série ou em paralelo.
A eletricidade está presente em pilhas, chuveiros, carregadores e redes de distribuição. Nos exercícios escolares, porém, os circuitos são representados de forma simplificada. O objetivo é analisar o movimento ordenado das cargas elétricas e relacioná-lo à tensão elétrica, à resistência e à potência dos aparelhos.
O que é corrente elétrica
Corrente elétrica é o movimento ordenado de cargas elétricas em um material. Nos metais, os portadores de carga que se movem são, em geral, os elétrons livres. Para que esse movimento tenha sentido definido, é preciso haver uma diferença de potencial elétrico, também chamada de tensão, entre dois pontos do circuito.
A intensidade da corrente elétrica indica quanta carga passa por uma seção transversal do condutor a cada unidade de tempo. Ela é representada pela letra i ou I. Quanto maior for a quantidade de carga em movimento no mesmo intervalo de tempo, maior será a corrente.
Por convenção, o sentido da corrente elétrica é do polo positivo para o polo negativo no circuito externo. Esse é o sentido convencional, definido antes da descoberta dos elétrons. Como os elétrons possuem carga negativa, seu movimento real nos metais ocorre no sentido oposto ao convencional.
Ideia central: corrente elétrica não é a quantidade total de carga armazenada em um aparelho. Ela mede a passagem de carga por unidade de tempo.
Fórmulas e unidades mais usadas
A definição de intensidade de corrente é expressa pela fórmula I = Q/Δt. Nela, I é a corrente elétrica, Q é a carga elétrica que atravessa o condutor e Δt é o intervalo de tempo. No Sistema Internacional, a corrente é medida em ampère, símbolo A; a carga, em coulomb, símbolo C; e o tempo, em segundo, símbolo s.
Assim, 1 ampère equivale à passagem de 1 coulomb de carga por segundo: 1 A = 1 C/s. Em situações cotidianas, aparecem submúltiplos como o miliampère. A conversão mais importante é 1 mA = 0,001 A. Logo, para transformar miliampères em ampères, divide-se o valor por 1.000.
Quando o exercício informa tensão e resistência, aplica-se a primeira Lei de Ohm: U = R · I. A letra U, também substituída por V em muitos enunciados, representa a tensão em volts; R é a resistência em ohms; e I é a corrente em ampères.
| Grandeza | Símbolo | Unidade no SI | Relação útil |
|---|---|---|---|
| Corrente elétrica | I | ampère (A) | I = Q/Δt |
| Carga elétrica | Q | coulomb (C) | Q = I · Δt |
| Tensão elétrica | U ou V | volt (V) | U = R · I |
| Resistência elétrica | R | ohm (Ω) | R = U/I |
É importante não confundir tensão com corrente. A tensão é a grandeza que estabelece a condição para a movimentação ordenada das cargas. Já a corrente descreve essa movimentação. Uma tomada residencial pode fornecer determinada tensão, mas a corrente depende do aparelho conectado e de sua resistência elétrica.
Como resolver exercícios de corrente elétrica
Antes de substituir números em uma fórmula, leia o enunciado para saber exatamente o que ele pede. Uma questão pode solicitar a corrente, a carga, o tempo, a resistência equivalente ou a tensão em um trecho do circuito. Escrever os dados evita trocas entre as grandezas.
- Liste os valores fornecidos e as respectivas unidades.
- Identifique a grandeza desconhecida.
- Escolha a fórmula que relaciona os dados à incógnita.
- Converta as unidades para o Sistema Internacional quando necessário.
- Faça o cálculo, escreva a unidade final e verifique se o resultado é coerente.
Em particular, atenção às conversões de tempo. Se a fórmula pede segundos e o enunciado fornece minutos, multiplique por 60. Para horas, multiplique por 3.600. Por exemplo, 5 min correspondem a 300 s. Deixar o tempo em minutos ao usar I = Q/Δt produz um resultado com unidade inadequada.
Também é útil reorganizar as fórmulas antes de calcular. A partir de I = Q/Δt, obtém-se Q = I · Δt e Δt = Q/I. Da Lei de Ohm, obtêm-se I = U/R e R = U/I. Essas transformações são especialmente necessárias em questões que não perguntam diretamente pela corrente.
Exercício resolvido: carga elétrica e tempo
Questão: por um fio condutor passam 360 C de carga elétrica durante 3 minutos. Determine a intensidade média da corrente elétrica.
Primeiro, organizamos os dados: Q = 360 C e Δt = 3 min. Como a unidade padrão para o tempo é o segundo, fazemos a conversão: 3 min = 3 · 60 s = 180 s.
Agora aplicamos a definição de corrente: I = Q/Δt. Substituindo os valores, I = 360/180. Portanto, I = 2 A.
Resposta: a corrente elétrica média no fio é de 2 A. Isso significa que, em cada segundo, passam 2 C de carga pela seção considerada do condutor.
Observe que seria incorreto calcular 360/3 e responder 120 A. Esse valor usaria minutos no denominador, enquanto o ampère é definido em coulomb por segundo. A conversão do tempo é uma etapa indispensável.
Exercícios resolvidos: Lei de Ohm
Corrente em um resistor
Questão: um resistor de 6 Ω é ligado a uma fonte de tensão de 12 V. Qual é a corrente elétrica no resistor?
Os dados são U = 12 V e R = 6 Ω. A incógnita é a corrente, então isolamos I na Lei de Ohm: I = U/R. Assim, I = 12/6 = 2 A.
Resposta: a corrente no resistor é de 2 A. Perceba que, mantendo a mesma tensão, um resistor de maior valor deixaria passar uma corrente menor.
Determinação da resistência
Questão: um aparelho funciona sob tensão de 120 V e é percorrido por uma corrente de 0,5 A. Qual é sua resistência elétrica?
Nesse caso, U = 120 V e I = 0,5 A. Usamos R = U/I: R = 120/0,5 = 240 Ω. Dividir por 0,5 equivale a multiplicar por 2, por isso o resultado é maior que 120.
Resposta: a resistência elétrica do aparelho é 240 Ω. Esse cálculo supõe um comportamento ôhmico, isto é, uma relação proporcional entre tensão e corrente nas condições apresentadas.
Uso do miliampère
Questão: um circuito é percorrido por uma corrente de 250 mA durante 20 s. Qual carga elétrica atravessa o circuito?
Como a carga será obtida por Q = I · Δt, a corrente deve estar em ampères: 250 mA = 250/1.000 A = 0,25 A. Então, Q = 0,25 · 20 = 5 C.
Resposta: passam 5 C de carga em 20 s. O erro mais comum seria usar 250 diretamente na fórmula e obter 5.000 C, esquecendo que miliampère é uma unidade mil vezes menor que ampère.
Exercício resolvido: associação de resistores
Em circuitos com mais de um resistor, muitas questões exigem primeiro o cálculo da resistência equivalente. Em uma associação em série, os resistores são percorridos pela mesma corrente e a resistência equivalente é a soma dos valores: Req = R1 + R2 + R3 + ... .
Questão: dois resistores de 4 Ω e 8 Ω estão associados em série a uma fonte de 24 V. Determine a resistência equivalente e a corrente no circuito.
Como a associação é em série, Req = 4 + 8 = 12 Ω. Em seguida, usamos a Lei de Ohm para o circuito inteiro: I = U/Req. Logo, I = 24/12 = 2 A.
Resposta: a resistência equivalente é 12 Ω e a corrente é 2 A. Como os resistores estão em série, essa mesma corrente de 2 A passa pelo resistor de 4 Ω e pelo de 8 Ω.
Em uma associação em paralelo, a tensão é a mesma em todos os ramos. Para dois resistores, vale 1/Req = 1/R1 + 1/R2. A resistência equivalente em paralelo sempre é menor que a menor resistência individual, pois o circuito passa a oferecer mais de um caminho para a corrente.
- Em série: a corrente é igual em todos os resistores e as tensões se dividem.
- Em paralelo: a tensão é igual em todos os ramos e as correntes se dividem.
- Antes de aplicar U = R · I, use a resistência equivalente quando a pergunta se referir ao circuito completo.
Revisão dos pontos principais
A corrente elétrica mede a passagem ordenada de cargas por unidade de tempo e é medida em ampères. Sua definição é I = Q/Δt, enquanto a Lei de Ohm relaciona tensão, resistência e corrente por meio de U = R · I.
Para resolver questões, identifique os dados, converta minutos em segundos e miliampères em ampères quando necessário. Em circuitos com resistores, reconheça o tipo de associação: em série, somam-se as resistências; em paralelo, a resistência equivalente diminui.
Pontos de revisão: 1 A = 1 C/s; 1 mA = 0,001 A; em série, a corrente é a mesma; em paralelo, a tensão é a mesma. Sempre apresente o resultado acompanhado de sua unidade.
