Módulo 10 de 10 · ~45 min

    Eletrodinâmica e Circuitos

    Do interruptor à conta de luz: neste módulo final você coloca a carga em movimento e aprende a analisar circuitos, calcular potência e entender o consumo dos aparelhos da sua casa.

    Corrente elétrica

    Corrente elétrica é o movimento ordenado de portadores de carga em um condutor, provocado por uma diferença de potencial. Sua intensidade é a carga que atravessa uma secção por unidade de tempo:

    i = ΔQ / Δt (1 A = 1 C/s)

    Nos metais, quem se move são os elétrons livres, mas por convenção o sentido convencional da corrente é o do movimento de cargas positivas — do polo positivo para o negativo no circuito externo.

    Leis de Ohm

    1ª Lei: U = R · i

    2ª Lei: R = ρ · L / A

    A primeira relaciona tensão, corrente e resistência. A segunda mostra de que a resistência depende: da resistividade ρ do material, do comprimento L e da área A da secção transversal. Fio longo e fino resiste mais; fio curto e grosso resiste menos.

    Associação de resistores

    Série

    Mesma corrente em todos; tensões se somam. R_eq = R₁ + R₂ + … A resistência equivalente é sempre maior que a maior delas.

    Paralelo

    Mesma tensão em todos; correntes se somam. 1/R_eq = 1/R₁ + 1/R₂ + … A equivalente é sempre menor que a menor delas. É a ligação usada nas tomadas de casa.

    Potência e efeito Joule

    P = U · i

    P = R · i² | P = U² / R

    E = P · Δt (kWh = kW × h)

    O efeito Joule é a conversão de energia elétrica em calor no resistor — desejada no chuveiro e no ferro de passar, indesejada nos fios (perdas). A conta de luz cobra a energia consumida em kWh, não a potência.

    Geradores e receptores

    Um gerador real tem força eletromotriz ε e resistência interna r. A tensão útil entregue ao circuito é menor que a fem:

    U = ε − r · i

    i = ε / (R + r)

    Já um receptor (motor, celular carregando) converte energia elétrica em outra forma e obedece a U = ε' + r'·i. É por isso que a bateria esquenta enquanto carrega.

    Aplicações no dia a dia

    Dimensionar disjuntores e fios, escolher entre 110 V e 220 V, comparar o consumo de um ar-condicionado inverter com um convencional, entender por que o chuveiro no inverno faz a conta subir: tudo isso é eletrodinâmica aplicada. Use as calculadoras do portal para transformar essas fórmulas em decisões práticas.

    Dica ENEM: antes de calcular, identifique o que é comum no trecho: em série, a corrente; em paralelo, a tensão. E cuidado com unidades — converta W em kW e minutos em horas antes de calcular kWh.

    Exercícios resolvidos

    Cinco exercícios comentados passo a passo.

    Exercício 1. Uma corrente de 2 A atravessa um resistor de 10 Ω. Qual a tensão nos seus terminais?

    1. 1ª Lei de Ohm: U = R · i.
    2. U = 10 × 2.

    Resposta: U = 20 V

    Exercício 2. Um chuveiro de 5.500 W é ligado em 220 V. Qual a corrente e qual o disjuntor mínimo adequado?

    1. Potência elétrica: P = U · i → i = P / U.
    2. i = 5.500 / 220 = 25 A.
    3. Escolhe-se o disjuntor comercial imediatamente acima: 32 A (com fiação compatível).

    Resposta: i = 25 A; disjuntor de 32 A

    Exercício 3. Três resistores de 6 Ω, 3 Ω e 2 Ω são ligados em paralelo. Qual a resistência equivalente?

    1. Paralelo: 1/R_eq = 1/6 + 1/3 + 1/2.
    2. 1/R_eq = 1/6 + 2/6 + 3/6 = 6/6 = 1.

    Resposta: R_eq = 1 Ω

    Exercício 4. Uma lâmpada de 60 W fica acesa 5 h por dia durante 30 dias. Qual o consumo em kWh?

    1. Energia: E = P · Δt, com P em kW e t em horas.
    2. E = 0,06 kW × 5 h × 30 dias.

    Resposta: E = 9 kWh no mês

    Exercício 5. Um gerador de fem 12 V e resistência interna 0,5 Ω alimenta um resistor de 5,5 Ω. Qual a corrente e a tensão nos terminais?

    1. Circuito simples: i = ε / (R + r) = 12 / (5,5 + 0,5) = 12 / 6 = 2 A.
    2. Tensão nos terminais: U = ε − r · i = 12 − 0,5 × 2.

    Resposta: i = 2 A e U = 11 V

    Exercícios para praticar

    Tente resolver antes de revelar a resposta.

    1. O que é corrente elétrica e qual sua unidade?

    2. Qual a diferença entre a 1ª e a 2ª Lei de Ohm?

    3. Compare associação em série e em paralelo.

    4. Por que a fiação de casa é ligada em paralelo?

    5. O que é efeito Joule?

    6. Como se calcula o consumo na conta de luz?

    7. O que mudam os instrumentos amperímetro e voltímetro no circuito?

    8. O que é resistência interna de um gerador?

    Perguntas frequentes

    O que é a 1ª Lei de Ohm?

    Para condutores ôhmicos, a tensão é diretamente proporcional à corrente: U = R · i, com R constante para uma dada temperatura. Graficamente, U em função de i é uma reta que passa pela origem.

    Como calcular a potência elétrica?

    P = U · i. Combinando com a Lei de Ohm, também vale P = R · i² e P = U²/R. A unidade é o watt (W).

    Qual a diferença entre kW e kWh?

    kW é potência (a rapidez com que a energia é consumida); kWh é energia (potência multiplicada pelo tempo). A conta de luz cobra kWh.

    Por que a corrente residencial é alternada?

    A corrente alternada permite elevar e reduzir a tensão com transformadores, reduzindo perdas no transporte por longas distâncias. No Brasil a frequência da rede é 60 Hz.

    Eletrodinâmica cai no ENEM?

    Sim, com frequência em contextos práticos: consumo de eletrodomésticos, dimensionamento de disjuntores, efeito Joule, associações de resistores e eficiência energética.

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    Sobre este conteúdo

    Última atualização: Setembro de 2026 · Responsável editorial: Felipe da Silva Lopes · Papel editorial no cluster: módulo da Trilha de Física Intermediária — corrente, Leis de Ohm, circuitos, potência elétrica e consumo de energia.

    Metodologia: Conteúdo estruturado a partir da BNCC (área de Ciências da Natureza), da matriz de referência do ENEM e da bibliografia clássica de Física do ensino médio. Conteúdo revisado conforme política editorial.

    Fontes técnicas: INEP (matriz do ENEM); Ramalho, Nicolau & Toledo — Os Fundamentos da Física; Halliday, Resnick & Walker — Fundamentos de Física.