Uma das características elétricas mais importantes dos materiais é a facilidade (ou resistência) com que esse material transmite corrente elétrica, a lei de Ohm relaciona a corrente elétrica e a voltagem aplicada sobre um material. Com o conhecimento sobre o comportamento elétrico dos materiais, analise as afirmativas a seguir. Elaborado pelo Professor, 2018 I - Um fio de cobre de resistividade elétrica igual a 1,7.10−6 Ω.cm, comprimento de 20 m e um diâmetro de 0,2 cm possui uma resistência elétrica igual a 0,108 Ω. II – A corrente elétrica em um fio de cobre, cuja diferença de potencial é de 3 volts e a resistência elétrica é de 0,100 Ω, é igual a 30 amperes. III – Os condutores possuem os maiores valores de condutividade elétrica, enquanto os semicondutores possuem os menores valores de condutividade elétrica e os isolantes, por sua vez, possuem condutividades intermediárias. IV – A condutividade elétrica do ouro é 4,3.107 (Ω.m)-1 e a da prata é 6,8.107 (Ω.m)-1, portanto o ouro possui uma maior resistividade elétrica do que a prata. É correto, apenas o que se afirma em:
Soluções para a tarefa
Resposta:
Logo, as afirmativas I, II e IV estão corretas.
Explicação:
I - Basta aplicarmos a equação da resistência elétrica de um material, nesse caso o fio de cobre, em relação a resistividade:
R = ρ(L/A)
Onde,
ρ: é a resistividade elétrica do material (Ω.m).
L: é o comprimento do corpo (m).
A: área transversal do corpo (m²).
Substituindo os dados na equação acima e sabendo que a área da seção transversal pode ser encontrada, A = π.r², Logo:
R = (1,7.10^−6 Ω.cm)(2000cm)/(π.(0,1cm)²) = 0,108Ω.
Afirmativa I correta.
II - Basta aplicarmos a Lei de Ohm para calcularmos a corrente elétrica no cobre. Sendo assim:
V = R.i => i = V/R
i: é a corrente elétrica (A).
V: é a tensão (V).
R: é a resistência elétrica (Ω).
Substituindo os dados informados na equação,
i = (3V)/(0,1Ω) = 30A.
Afirmativa II correta.
III - Isolantes elétricos são aqueles materiais que possuem poucos elétrons livres e que resistem ao fluxo dos mesmos. Alguns materiais desta categoria são: Plástico (resinas), Silicone, Borracha, Vidro (cerâmicas), Óleo, Água pura deionizada. A resistência desses materiais ao fluxo de cargas é alta, e por isso são usados para encapar fios elétricos de cobre, seja em uma torre de alta tensão ou cabo de uma secadora.
São os materiais que possuem altos valores de resistência elétrica e por isso não permitem a livre circulação de cargas eléctricas, por exemplo borracha, silicone, vidro, cerâmica. O que torna um material bom condutor elétrico é a grande quantidade de elétrons livres que ele apresenta à temperatura ambiente, com o material isolante acontece o contrário, ele apresenta poucos elétrons livres à temperatura ambiente. Os isolantes elétricos são separados de acordo com a tensão que se quer fazer o isolamento. Um pedaço de madeira, por exemplo, só pode ser considerado isolante até uma determinada classe de tensão, se elevemos essa tensão a determinados níveis, ele pode se tornar um condutor de eletricidade.
Afirmativa III Errada.
IV - Como a condutividade elétrica é inversamente proporcional a resistividade elétrica, pela relação:
ρ = 1/σ
Onde,
σ: é a condutividade elétrica ((Ω.m)^-1).
Logo, quanto maior a condutividade elétrica menor será a resistividade elétrica e consequentemente menor será a resistência. Portanto a prata por possuir maior condutividade sua resistência é menor que a do ouro.
Afirmativa IV está correta.