(2) Um resistor R de 11 Omega é ligado aos terminais de uma bateria com fem varepsilon=6 Ve resistência interna r=1 Omega. Determine: (B) a tensão útil da bateria (isto é, Va-Vb );

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:
Rtotal = r + R = 1,Omega + 11,Omega = 12,Omega

Passo 4

Agora, vamos calcular a corrente usando a fem da bateria:
I = varepsilonRtotal = 6,V12,Omega = 0,5,A

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:
V = varepsilon - I cdot r
Substituindo os valores:
V = 6,V - (0,5,A times 1,Omega) = 6,V - 0,5,V = 5,5,V

Resposta

A tensão útil da bateria é de 5,5 V.

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