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Questão 13

UNICAMP 2020
Física

(UNICAMP - 2020 - 2 fase)

Relês são dispositivos eletromecânicos usados para abrir e fechar contatos elétricos através da deflexão de uma lâmina metálica (armadura) que é atraída pelo campo magnético gerado por uma bobina, conforme ilustra a Figura A.

a) No relê da Figura A, a constante elástica da mola presa à armadura é K=1500 N/m. Quando a bobina é ligada, qual é a energia potencial da mola, se ela for distendida de Delta = 0,8 mm em relação à sua posição de equilíbrio?

b) Resistores LDR (Resistor Dependente de Luz) apresentam alta resistência elétrica na ausência de luz, e baixa resistência quando iluminados. Um uso frequente desses resistores se verifica no acionamento de relês. A Figura B (no espaço de resposta) fornece a resistência do LDR do circuito da Figura C em função da intensidade luminosa. Qual é a tensão no LDR quando a intensidade de luz solar nele incidente é igual a  / = 0,5W m^2{^{}}

 

Gabarito:

Resolução:

a) Para calcular a energia de uma mola podemos aplicar a seguinte relação:

E_{elastica}= frac {kx^2}{2} Rightarrow E_e= frac{1500 .(0,8.10^{-3})^2}{2} Rightarrow E_e=4,8.10^{-4}J

b) Olhando para o gráfico podemos determinar a resistência do LDR:

Então podemos perceber que

R_{LDR}=7 kOmega

Assim vamos calcular a corrente total do circuito:

V=R.i

Sabendo que a resistência total desse nosso circuito é 10 k Omega

5=10.10^3 .i Rightarrow i= 5.10^{-4}A

Assim podemos calcular a tensão no nosso LDR

V=R.i Rightarrow V=7.10^3.5.10^{-4}=3,5V

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