Considerando-se que um resistor de 10 Omega seja posto em série com a fonte de 3 A determine (a) A tensão vo; (b) A potência entregue pela fonte de 3 A ; © A potência entregue pela fonte de 60 V ; (d) Verifique se a potência total fornecida é igual à potência dissipada; (e) Determine qual o efeito que uma resistência finita em série com a fonte de 3 A desempenha na tensão v0.

Passo 1

Beleza, vamos entender o que está rolando aqui! Temos um resistor de conectado em série com uma fonte de 3 A e uma fonte de 60 V. Nosso objetivo é descobrir várias coisas sobre essa configuração, como a tensão no resistor, as potências entregues pelas fontes e o efeito de uma resistência finita na tensão . Para resolver isso, vamos precisar das leis de Ohm e das regras de potência elétrica.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar as grandezas que temos:
  • Resistência
  • Corrente da fonte
  • Fonte de tensão
Como o resistor está em série com as fontes, a mesma corrente passa por todos os elementos.

Passo 3

Vamos calcular a tensão vo = I times R = 3,A times 10,Omega = 30,V no resistor usando a Lei de Ohm, que diz que .

Passo 4

Agora, vamos determinar a potência entregue pela fonte de 3 A. A potência elétrica é dada por Vtotal = V + vo = 60,V + 30,V = 90,V . Mas primeiro, precisamos saber a tensão fornecida pela fonte de 3 A.
Sabemos que a tensão total na série é a soma das tensões das fontes:
P3A = V3A times I = 60,V times 3,A = 180,W
Então, a potência da fonte de 3 A é:

Passo 5

Agora, vamos encontrar a potência entregue pela fonte de 60 V. Usamos novamente P60V = V times I = 60,V times 3,A = 180,W :

Passo 6

Vamos verificar se a potência total fornecida é igual à potência dissipada no resistor. A potência dissipada no resistor é:
Presistor = vo times I = 30,V times 3,A = 90,W
Somando as potências fornecidas pelas fontes:
Ptotal;fornecida = P3A + P60V = 180,W + 180,W = 360,W
Comparando com a potência dissipada:
360,W neq 90,W
Portanto, a potência total fornecida não é igual à potência dissipada, indicando que há algo faltando na análise, possivelmente a consideração de outra resistência ou componente no circuito.

Passo 7

Por fim, vamos determinar o efeito de uma resistência finita em série com a fonte de 3 A na tensão vo = I times R = 3,A times 10,Omega = 30,V . Se adicionarmos uma resistência Vtotal = V + vo + I times Rs em série, a tensão no resistor será afetada pela queda de tensão nessa resistência adicional.
Usando a Lei de Ohm:
Se for a resistência finita adicionada, a tensão total seria:
Isso mostra que uma resistência finita em série com a fonte de 3 A aumenta a tensão total no circuito, mas permanece a mesma se apenas a resistência adicional for alterada.

Resposta

A tensão no resistor é de .

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