Um motor cc com seu rotor e suas bobinas de campo ligadas em série possui uma resistência interna igual a 2,00 V. Quando está girando com sua carga total em uma linha de 120 V , ele recebe uma corrente de 4,00 A.
Qual é a eficiência do motor?

Passo 1

Beleza, vamos lá! Temos um motor CC com resistência interna de 2,00 Ω ligado a uma fonte de 120 V e puxando uma corrente de 4,00 A. Nosso objetivo aqui é descobrir a eficiência desse motor. Pra isso, vamos usar conceitos de potência elétrica e eficiência energética.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a potência total fornecida pelo sistema. A potência elétrica é calculada multiplicando a tensão pela corrente:
Ptotal = V times I
Substituindo os valores:
Ptotal = 120,V times 4,00,A = 480,W

Passo 3

Agora, vamos descobrir a potência perdida na resistência interna do motor. Essa potência é a energia que é dissipada no resistor e não é convertida em trabalho útil.
Pperda = Vresistência times I ê
Substituindo os valores:
Pperda = 2,00,V times 4,00,A = 8,00,W

Passo 4

A potência útil, ou seja, a energia que realmente está fazendo o trabalho no motor, é a potência total menos a potência perdida na resistência interna:
Pútil = Ptotal - Pperda ú
Calculando:
Pútil = 480,W - 8,00,W = 472,W ú

Passo 5

Por fim, a eficiência do motor nos mostra quão bem ele converte a energia elétrica em trabalho útil. Ela é dada pela razão da potência útil sobre a potência total, multiplicada por 100 para termos em porcentagem:
Eficiência = ( PútilPtotal ) times 100% êú
Substituindo os valores:
Eficiência = ( 472,W480,W ) times 100% approx 98,3% ê

Resposta

A eficiência do motor é de aproximadamente 98,3%.

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