(2) Um resistor
de
é ligado aos terminais de uma bateria com fem
resistência interna
. Determine: (B) a tensão útil da bateria (isto é,
);
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem um resistor de 11 Ω ligado a uma bateria que tem uma força eletromotriz (fem) de 6 V e uma resistência interna de 1 Ω. O que a gente precisa descobrir é a tensão útil da bateria, que é basicamente a diferença de potencial entre os terminais da bateria quando ela está alimentando o resistor.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é a resistência interna da bateria. Pense na resistência interna como uma pequena barreira dentro da bateria que “gasta” um pouquinho da energia quando a corrente passa por ela. Então, a bateria não entrega toda a sua fem diretamente ao resistor externo.
Passo 3
A gente vai precisar calcular a corrente que está passando pelo circuito. Para isso, usamos a Lei de Ohm, que diz que a corrente (I) é igual à tensão total (V) dividida pela resistência total ®.
Aqui, a resistência total é a soma da resistência interna da bateria e do resistor externo:
Passo 4
Agora, vamos calcular a corrente usando a fem da bateria:
Passo 5
Com a corrente conhecida, podemos encontrar a tensão útil da bateria. A tensão útil é a tensão que realmente está disponível para o resistor externo, e ela é igual à corrente multiplicada pela resistência interna da bateria subtraída da fem.
Mas uma forma mais direta de calcular é considerar que a tensão útil (V) é a fem menos a queda de tensão na resistência interna:
Substituindo os valores:
Resposta
A tensão útil da bateria é de 5,5 V.