Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 25.Exercício - Ex. 36
36- O circuito elétrico indicado na Figura , contém duas baterias, cada uma delas com uma fem e uma resistência interma, ligadas em série a dois resistores.
Calcule
a corrente no circuito (módulo e sentido);
a voltagem nos terminais da bateria de ;
a diferença de potencial do ponto em relação ao ponto
Usando a Figura como modelo, faça um gráfico do aumento e da queda de potencial no circuito.
Passo 1
Letra a)A corrente total tem uma maior tendência de sair da fonte de pois então isso nos dá um circuito igual a:
Dessa forma a corrente sairá da fonte de e seguirá com seguinte anti-horário. Se encontrarmos sinal positivo é por que nossa dedução está certa, se der negativa é por que está no sentido horário.
Fazendo a somatória de tensões nesse circuito nós teremos:
Então está no sentido anti-horário e seu módulo é de .
O sinal positivo na fonte de é por que a corrente está a favor da fonte (saindo do positivo) e o sinal negativo na fonte de é por que a corrente está entrando na fonte. E os resistores sempre representarão quedas na tensão.
Passo 2
Os terminais da bateria de podem ser representados como:
Então podemos representar essa linha como:
Algo como a tensão em mais a tensão na fonte menos a perda no resistor nos dará a tensão em e a diferença entre as duas será a tensão entre os dois pontos que são os terminais da bateria.
Escolhe-se como referência pois parece que ele terá uma tensão menor que em , por conta da fonte.
Passo 3
Já os pontos podem ser escritos como:
Imaginando que será maior que podemos fazer:
Pois a fonte de será uma perda de tensão para assim como os resistores são.
Passo 4
Começando do ponto (supondo que ele tem ) e indo até o ponto nós teremos o seguinte gráfico da tensão no circuito.
Onde cada linha reta na horizontal é um tamanho (arbitrário) de contato entre um ponto em um componente. Exemplo a linha horizontal 1 representa o tamanho (arbitrário) entre o ponto e o resistor de , entre toda essa linha a tensão permanece a mesma.