Ficha de Física e Química A — Conservação da Energia num Circuito Elétrico (10.º Ano)
Ficha de Física e Química A para o 10.º ano sobre conservação da energia num circuito elétrico: conversões química → elétrica → luz/calor/movimento, balanço de potências e rendimento do circuito, com 12 exercícios e soluções completas.
O que inclui esta ficha
- Cadeia de conversões de energia num circuito simples
- Potência fornecida = externa + interna (ℰ·i = U·i + r·i²)
- Repartição energética em joules ao longo do tempo
- Rendimento do circuito e perdas na resistência interna
- Linhas de transporte, baterias e a regra das perdas em i²
- 12 exercícios de tipo diversificado, com soluções completas
Competências que desenvolve: Fechar balanços energéticos de um circuito, repartir a potência fornecida pelos destinos (receptor e perdas), calcular rendimentos e justificar perdas em termos de conversão de energia.
Conteúdo programático: Tema 3 — Energia e sua conservação, subtema «Fenómenos elétricos»: conservação da energia num circuito elétrico; conversão da energia química da pilha; potências fornecida, externa e interna; rendimento.
Porque isto importa
Este é o ponto de encontro do bloco elétrico: a Lei de Ohm, a potência e o efeito Joule junta-se para responder a uma única pergunta — para onde vai a energia? Ao fechar a conta (fornecida = recebida + perdidas), o aluno pratica a lei mais importante da Física num contexto onde os números quase nunca mentem: se a soma não fecha, o erro é de cálculo. A aplicação é imediata: rendimento de baterias, perdas em linhas de transporte (e porque se usam altas tensões), consumo de um rádio ligado à pilha — e a constatação de que 100 % não é possível. É também o tema que liga o elétrico ao mecânico (rendimento, já visto) e ao térmico (calor como destino final), fechando o arco do Tema 3.
Erros comuns
- Esquecer a parcela interna: U·i nunca é toda a energia fornecida quando r ≠ 0.
- Contar a mesma energia duas vezes (potência externa já inclui o tempo — multiplicar por t só uma vez).
- Achar que as perdas se perdem: são calor, e a soma continua a fechar.
- Confundir rendimento do circuito com rendimento do receptor (luz vs eletricidade recebida).
Como usar esta ficha
Imprime a ficha e resolve os exercícios sem consultar as soluções. Só depois de terminar compara as respostas com as soluções incluídas no final do PDF — é nessa comparação que se identifica o que ainda precisa de revisão. Se um exercício ficar errado, vale a pena voltar à matéria correspondente antes de avançar.