Um liquidificador, cuja a resistência interna é 30 ohm, é ligado a uma rede de DDP 110 V. Sabe-se que por ele passa uma corrente de 2 A. Determine o valor da força contra-eletromotriz e o rendimento aproveitado pelo aparelho.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre um liquidificador que tem uma resistência interna de 30 ohms e está ligado numa tomada de 110 volts. Passa uma corrente de 2 amperes por ele. A gente vai precisar usar conceitos de circuitos elétricos, como a Lei de Ohm e a ideia de força contra-eletromotriz (FCEM). Vamos descobrir a FCEM e o rendimento do aparelho.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar da Lei de Ohm, que relaciona tensão (
), corrente (
) e resistência (
) pela fórmula:
Mas aqui, além da resistência interna, temos a FCEM que também afeta a tensão total.
Passo 3
A tensão total fornecida pela rede é de 110 V. Essa tensão é dividida entre a resistência interna do liquidificador e a FCEM. Podemos escrever:
Onde:
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Passo 4
Vamos isolar a FCEM na equação:
Agora, é só substituir os valores que temos:
Passo 5
Agora, vamos calcular o rendimento do aparelho. O rendimento (
) é a razão entre a potência útil e a potência total fornecida. A potência total fornecida é:
E a potência útil (apenas a FCEM) é:
Então, o rendimento é:
Passo 6
Vamos calcular cada potência:
Então, o rendimento é:
Resposta
A força contra-eletromotriz é de 50 V e o rendimento aproveitado pelo aparelho é de aproximadamente 45,45 %.