Ficha 01 · Lei de Ohm e potência
- Identificar grandezas
- Aplicar lei de Ohm
- Calcular potência
- Interpretar DC/AC
Parte I · Grandezas
Exercício 1 · Unidades (10 pts)
Indica a grandeza e a unidade:
a) V ___
b) I ___
c) R ___
d) P ___
a) Tensão — volt (V). b) Corrente — ampere (A). c) Resistência — ohm (Ω). d) Potência — watt (W).
Exercício 2 · DC vs AC (10 pts)
a) Diferença entre DC e AC. (5 pts)
b) O PC funciona a DC mas a tomada dá AC. Que componente faz a conversão? (5 pts)
a) DC — corrente de sentido constante (pilhas, eletrónica). AC — inverte periodicamente (rede 230 V, 50 Hz em Portugal).
b) A fonte de alimentação (PSU) converte a AC da rede em DC (3,3/5/12 V) para os componentes.
Exercício 3 · Conversões (10 pts)
Converte:
a) 2,2 kΩ em Ω. ___
b) 0,047 A em mA. ___
c) 1 500 000 Ω em MΩ. ___
d) 12 mV em V. ___
a) 2,2 kΩ = 2200 Ω. b) 0,047 A = 47 mA. c) 1 500 000 Ω = 1,5 MΩ. d) 12 mV = 0,012 V.
Parte II · Lei de Ohm
Exercício 4 · Cálculos (20 pts)
a) R = 470 Ω, V = 5 V. Calcula I. (5 pts)
b) I = 2 A, R = 10 Ω. Calcula V. (5 pts)
c) V = 12 V, I = 0,5 A. Calcula R. (5 pts)
d) Um LED precisa de 20 mA a 2 V; a fonte é 5 V. Que resistência em série? (5 pts)
a) I = V/R = 5/470 ≈ 0,0106 A ≈ 10,6 mA.
b) V = R·I = 10 × 2 = 20 V.
c) R = V/I = 12/0,5 = 24 Ω.
d) A resistência fica com a tensão restante: 5 − 2 = 3 V, com 20 mA. R = V/I = 3 / 0,02 = 150 Ω (escolher valor comercial próximo, ex.: 150 Ω ou 220 Ω).
Parte III · Potência
Exercício 5 · Potência (20 pts)
a) V = 12 V, I = 3 A. Calcula P. (5 pts)
b) R = 100 Ω, I = 0,4 A. Calcula P. (5 pts)
c) V = 5 V, R = 250 Ω. Calcula P. (5 pts)
d) Uma resistência de ¼ W (0,25 W) tem 50 Ω. Qual a corrente máxima que aguenta? (5 pts)
a) P = V·I = 12 × 3 = 36 W.
b) P = R·I² = 100 × 0,16 = 16 W.
c) P = V²/R = 25/250 = 0,1 W = 100 mW.
d) P = R·I² → I = √(P/R) = √(0,25/50) = √0,005 ≈ 0,0707 A ≈ 71 mA. Acima disto a resistência queima.
Exercício 6 · Lei de Joule (10 pts)
Uma resistência dissipa 15 W durante 10 minutos. Quanta energia (em joule) liberta em calor?
E = P · t. t = 10 min = 600 s. E = 15 × 600 = 9000 J (= 9 kJ).
(Em Wh: 15 W × (10/60) h = 2,5 Wh.)
Parte IV · Aplicação
Exercício 7 · Caso · dimensionar (10 pts)
Vais ligar uma tira de 3 LEDs (cada um 2 V / 20 mA) em série a uma fonte de 12 V.
a) Que tensão sobra para a resistência? (4 pts)
b) Que resistência em série e que potência mínima deve ter? (6 pts)
a) 3 LEDs em série caem 3 × 2 = 6 V. Sobra para a resistência: 12 − 6 = 6 V.
b) A corrente é 20 mA (série). R = V/I = 6 / 0,02 = 300 Ω. Potência na resistência: P = V·I = 6 × 0,02 = 0,12 W. Escolher uma de ¼ W (0,25 W) com margem (não usar 1/8 W). Valor comercial: 300 Ω ou 330 Ω.