Considerando-se que um resistor de
seja posto em série com a fonte de 3 A determine (a) A tensão
; (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
.
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
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
. 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:
Então, a potência da fonte de 3 A é:
Passo 5
Agora, vamos encontrar a potência entregue pela fonte de 60 V. Usamos novamente
:
Passo 6
Vamos verificar se a potência total fornecida é igual à potência dissipada no resistor. A potência dissipada no resistor é:
Somando as potências fornecidas pelas fontes:
Comparando com a potência dissipada:
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
. Se adicionarmos uma resistência
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
.