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
do circuito é a soma das resistências individuais:
Passo 3
Agora, vamos calcular a corrente elétrica
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
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
consumida em 1 minuto, usamos a fórmula:
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.