Determine a força eletromotriz (f.e.m.) de um gerador elétrico que é atravessado por uma corrente elétrica de 3,5 A, possui resistência elétrica interna de 20 e ddp de 13 V entre os seus terminais.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para a gente encontrar a força eletromotriz (f.e.m.) de um gerador elétrico. A matéria envolvida aqui é eletricidade básica, mais especificamente sobre circuitos elétricos e a relação entre f.e.m., corrente, resistência interna e diferença de potencial (ddp). Para resolver isso, vamos precisar usar a Lei de Ohm e entender como a f.e.m. está relacionada com a resistência interna e a ddp.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é a força eletromotriz (f.e.m.). Ela é basicamente a “pressão” que empurra os elétrons através do circuito. Em um gerador, a f.e.m. é a tensão gerada sem considerar a resistência interna do próprio gerador.
Passo 3
Sabemos que a corrente elétrica (I) que passa pelo circuito é de 3,5 A, a resistência interna ® do gerador é de 20 ohms, e a diferença de potencial (V) entre os terminais do gerador é de 13 V. A relação entre esses valores é dada pela seguinte equação:
Passo 4
Vamos entender essa equação. A f.e.m. é igual à soma da diferença de potencial nos terminais do gerador (V) mais a queda de tensão interna, que é o produto da corrente (I) pela resistência interna ®. Essa queda de tensão interna acontece porque a resistência interna do gerador também consome energia.
Passo 5
Agora, vamos substituir os valores que temos na equação:
Passo 6
Calculando o produto da corrente pela resistência interna:
Passo 7
Agora, somamos esse valor à diferença de potencial:
Resposta
A força eletromotriz do gerador é de 83 V.