Um resistor de 20 Omega é percorrido por uma corrente elétrica de 10 A durante 30 segundos. Calcule a quantidade de energia elétrica, em Joules, convertida em calor pelo efeito Joule. O efeito Joule é um fenômeno físico no qual a passagem de corrente elétrica através de algum meio resulta em seu aquecimento.

Passo 1

Beleza! Vamos resolver esse exercício juntos. A questão fala sobre um resistor de 20,Omega sendo percorrido por uma corrente elétrica de 10 A por 30 segundos. Nosso objetivo é calcular a quantidade de energia elétrica, em Joules, que é convertida em calor pelo efeito Joule. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre como a energia elétrica está relacionada à resistência e à corrente que passa por ela.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar da fórmula básica que relaciona energia elétrica ( E), potência ( P), e tempo ( t):
E = P times t
Aqui, E é a energia em Joules, P é a potência em Watts, e t é o tempo em segundos.

Passo 3

Agora, precisamos encontrar a potência utilizada pelo resistor. A potência em um circuito elétrico pode ser calculada usando a Lei de Ohm, que nos diz que:
V = I times R
Onde:
  • V é a tensão em Volts,
  • I é a corrente em Amperes,
  • R é a resistência em Ohms.

Passo 4

No entanto, para calcular a potência, podemos usar outra fórmula derivada da Lei de Ohm:
P = V times I
Mas, substituindo V por I times R (da Lei de Ohm), a fórmula se torna:
P = I^2 times R
Isso nos permite calcular a potência diretamente usando a corrente e a resistência.

Passo 5

Vamos aplicar os valores que temos:
  • Corrente ( I) = 10 A
  • Resistência ( R) = 20,Omega
Substituindo na fórmula:
P = (10,A)^2 times 20,Omega = 100 times 20 = 2000,W
Então, a potência é de 2000 Watts.

Passo 6

Agora que temos a potência, podemos calcular a energia usando a fórmula E = P times t. Sabemos que o tempo ( t) é de 30 segundos.
E = 2000,W times 30,s = 60,000,J

Resposta

A quantidade de energia elétrica convertida em calor pelo efeito Joule é de 60.000 Joules.

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