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
, 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:
Onde:
-
= força eletromotriz (f.e.m.) -
= diferença de potencial nos terminais -
= corrente elétrica -
= resistência interna do gerador
Passo 3
Primeiro, precisamos encontrar a resistência interna (
) do gerador. Sabemos que a dissipação de potência interna é de 20 W. A potência dissipada na resistência interna pode ser calculada pela fórmula:
Onde:
-
= potência dissipada -
= corrente -
= resistência interna
Vamos substituir os valores que temos:
Agora, resolvendo para
:
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:
Substituindo os valores:
Resposta
A força eletromotriz (f.e.m.) do gerador é 130 V, não 160 V.