B.5 · Corrente elétrica e circuitos

Esta apostila cobre tópicos selecionados de HL para o curso avaliado pela primeira vez em 2025; não constitui o programa completo.

Pré-requisitos: ler as quantidades e unidades declaradas, e usar aritmética e as condições do modelo abaixo.

Os exemplos são originais e fictícios: não são medições reais nem investigações reais de estudantes.

O que explicaria esta observação?

• Uma lâmpada fica mais fraca quando outra é adicionada em série. A corrente e a transferência de energia dependem de todo o circuito, não apenas de uma lâmpada.

Construa o modelo

• A corrente é a carga que passa por unidade de tempo.
• Diferença de potencial é a energia transferida por unidade de carga.
• A resistência é a diferença de potencial dividida pela corrente para um ponto de operação especificado.
• corrente: Taxa de fluxo de carga.
• diferença de potencial: Energia transferida por unidade de carga.

Escolha evidências que possam testá-lo

• A corrente é a mesma em componentes ligados em série.
• As diferenças de potencial somam-se ao longo do caminho em série.
• Em paralelo, os ramos compartilham a mesma diferença de potencial, enquanto as correntes dos ramos somam-se num nó.

No laboratório: Coloque um amperímetro em série e um voltímetro em paralelo. Para uma investigação I-V, altere a tensão em etapas, inverta a polaridade quando apropriado e limite a corrente para reduzir o aquecimento.

Trabalhe a partir de quantidades conhecidas

• Conhecido: um resistor tem 6.0 V nos seus terminais e percorre-o 0.30 A.
• Use R = V/I.
• R = 6.0/0.30 = 20 ohms.
• Potência = VI.
• Potência = 6.0×0.30 = 1.8 W.
• Estas grandezas descrevem o mesmo ponto de operação.

Sua vez: Um componente tem 12 V nos seus terminais e percorre-o 0.40 A. Encontre a resistência.

Verifique a conclusão e seus limites

• A corrente não se esgota numa lâmpada.
• O filamento aquece, logo a sua resistência pode não permanecer constante com a variação da tensão.

Não é verdade: Uma lâmpada consome a corrente elétrica à medida que a carga passa por ela. A corrente é um fluxo de carga, e a carga é conservada: a mesma corrente entra e sai de uma lâmpada. A lâmpada transfere energia das cargas para calor e luz; não consome as cargas.

Chave:

• A corrente é a carga que passa por unidade de tempo.
• A corrente é a mesma em componentes ligados em série.
• Atenção: a corrente não se esgota numa lâmpada.

Escreva a partir de uma resistência de 36 ohms

• Um componente tem 9 V sobre ele e percorre corrente de 0.25 A.
• Encontre a resistência e a potência. Uma lâmpada não consome corrente.

Escreva a partir de uma potência de 2.25 watts

• Um componente tem 9 V sobre ele e percorre corrente de 0.25 A.
• P = VI = 2.25 W, verificado por I²R com R = 36 ohm: 0.0625 × 36 = 2.25 W — duas rotas, uma resposta.

Escreva a partir de uma divisão série-paralelo

• Dois resistores de 12 ohm: em série 24 ohm, em paralelo 6 ohm.
• A série carrega uma única corrente através de ambos; o paralelo divide-a — o MESMO par, quatro vezes diferente em resistência.