Um resistor
de
é ligado aos terminais de uma bateria com fem
e resistência interna
. Determine:
(A) a corrente;
(B) a tensão útil da bateria (isto é,
);
© a potência fornecida pela fonte da fem;
(D) a potência fornecida ao resistor externo;
(E) a potência dissipada pela resistência interna da bateria;
(F) se a bateria for de 150 A.h., qual será a energia nela armazenada em uma hora?
(A) a corrente;
(B) a tensão útil da bateria (isto é,
© a potência fornecida pela fonte da fem;
(D) a potência fornecida ao resistor externo;
(E) a potência dissipada pela resistência interna da bateria;
(F) se a bateria for de 150 A.h., qual será a energia nela armazenada em uma hora?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O enunciado fala sobre um circuito com um resistor de
ligado a uma bateria que tem uma força eletromotriz (fem) de
e resistência interna de
. A matéria que a gente vai usar aqui é de circuitos elétricos, especificamente a Lei de Ohm e conceitos de potência elétrica. Para resolver, vamos precisar aplicar a Lei de Ohm (
) e as fórmulas de potência (
).
Passo 2
Primeiro, vamos determinar a corrente elétrica no circuito (item A). Para isso, precisamos considerar a resistência total do circuito, que é a soma da resistência interna da bateria (
) e da resistência externa (
).
A resistência total é:
Passo 3
Agora, usando a Lei de Ohm, podemos encontrar a corrente (
):
Passo 4
Próximo, vamos calcular a tensão útil da bateria, que é a diferença de potencial entre os terminais da bateria quando ela está fornecendo corrente. Isso é dado pela tensão no resistor externo:
Passo 5
Agora, vamos calcular a potência fornecida pela fonte da fem (item C). A potência é a multiplicação da força eletromotriz pela corrente:
Passo 6
Em seguida, a potência fornecida ao resistor externo (item D) também é calculada multiplicando a tensão útil pela corrente:
Passo 7
A potência dissipada pela resistência interna da bateria (item E) é a potência perdida dentro da própria bateria devido à sua resistência interna. Calculamos isso multiplicando a resistência interna pela corrente ao quadrado:
Passo 8
Finalmente, para o item F, queremos saber a energia armazenada na bateria de
em uma hora. Energia (
) pode ser calculada multiplicando a capacidade da bateria pela tensão útil:
Resposta
(A) A corrente no circuito é
.
(B) A tensão útil da bateria é
.
© A potência fornecida pela fonte da fem é
.
(D) A potência fornecida ao resistor externo é
.
(E) A potência dissipada pela resistência interna da bateria é
.
(F) A energia armazenada na bateria em uma hora é
.