Uma associação em série de dois resistores de 4 ohms e 6 ohms é ligada aos terminais de um gerador de tensão constante 20 volts. Determine a energia elétrica consumida pelo resistor de 4 ohms durante 1 minuto.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala de dois resistores ligados em série, um de 4 ohms e outro de 6 ohms, conectados a um gerador de 20 volts. Nosso objetivo é descobrir quanta energia elétrica o resistor de 4 ohms consome em 1 minuto. Para resolver isso, vamos usar conceitos de Lei de Ohm e Energia Elétrica.

Passo 2

Primeiro, como os resistores estão ligados em série, a resistência total Rtotal = R1 + R2 = 4,Omega + 6,Omega = 10,Omega do circuito é a soma das resistências individuais:

Passo 3

Agora, vamos calcular a corrente elétrica I = VRtotal = 20,V10,Omega = 2,A que passa pelo circuito usando a Lei de Ohm, que diz que . Reorganizando para encontrar :
Então, a corrente no circuito é de 2 amperes.

Passo 4

Com a corrente conhecida, podemos achar a potência P = I^2 times R = (2,A)^2 times 4,Omega = 4 times 4 = 16,W consumida pelo resistor de 4 ohms. A potência é dada por:
Ou seja, o resistor de 4 ohms consome 16 watts de potência.

Passo 5

Finalmente, para descobrir a energia elétrica E = P times t consumida em 1 minuto, usamos a fórmula:
E = 16,W times 60,s = 960,J
Onde é o tempo em segundos. Como 1 minuto tem 60 segundos:
Logo, a energia consumida pelo resistor de 4 ohms em 1 minuto é de 960 joules.

Resposta

A energia elétrica consumida pelo resistor de 4 ohms durante 1 minuto é de 960 joules.

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