A ddp entre os terminais de um gerador elétrico é de 120 V e ele é percorrido por uma corrente de 2 A de intensidade. dissipando internamente 20 W . Podemos afirmar que a sua f.e.m. será 160 V ?

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício sobre eletricidade, especificamente envolvendo geradores elétricos. O enunciado diz que a diferença de potencial (ddp) entre os terminais de um gerador é 120 V, uma corrente de 2 A está passando por ele, e há uma dissipação interna de 20 W. A pergunta é: A força eletromotriz (f.e.m.) desse gerador é realmente 160 V?
Para resolver isso, vamos precisar entender como a f.e.m., a ddp, a corrente e a dissipação interna estão relacionadas. Vamos usar fórmulas básicas de circuitos elétricos para descobrir a resposta.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a força eletromotriz (f.e.m.), representada por E, é a “pressão” que empurra os elétrons através do circuito. No caso de um gerador, a f.e.m. está relacionada à ddp nos terminais e à resistência interna do gerador.
A fórmula que relaciona esses conceitos é:
E = V + I cdot r
Onde:
  • E = força eletromotriz (f.e.m.)
  • V = diferença de potencial nos terminais
  • I = corrente elétrica
  • r = resistência interna do gerador

Passo 3

Primeiro, precisamos encontrar a resistência interna ( r) do gerador. Sabemos que a dissipação de potência interna é de 20 W. A potência dissipada na resistência interna pode ser calculada pela fórmula:
P = I^2 cdot r
Onde:
  • P = potência dissipada
  • I = corrente
  • r = resistência interna
Vamos substituir os valores que temos:
20 = (2)^2 cdot r
20 = 4 cdot r
Agora, resolvendo para r:
r = 204 = 5 , Omega
Então, a resistência interna do gerador é de 5 Ohms.

Passo 4

Agora que sabemos o valor da resistência interna, podemos calcular a f.e.m. usando a primeira fórmula que mencionamos:
E = V + I cdot r
Substituindo os valores:
E = 120 , V + 2 , A cdot 5 , Omega
E = 120 , V + 10 , V
E = 130 , V

Resposta

A força eletromotriz (f.e.m.) do gerador é 130 V, não 160 V.

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