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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 26.Exercício - Ex. 27

No circuito indicado na Figura 26.53, as baterias possuem resistencia interna desprezivel e ambos os instrumentos são ideias. Com a chave aberta, o voltimetro registra 15,0 V. (a) Ache a fem ε da bateria. (b) Qual será a leitura do amperimetro quando a chave for fechada?

Passo 1

Com o interruptor aberto, o circuito pode ser resolvido usando a redução paralela em série.

Encontre a corrente através da bateria desconhecida usando a lei de Ohm. Em seguida, use a resistência equivalente do circuito para encontrar a fem da bateria.

Passo 2

  1. Os resistores 30 , 0   Ω e 50 , 0   Ω estão em série e, portanto, possuem a corrente sarne. Usando a lei de Ohm I 50 = 15,0   V 50,0   Ω = 0,300   A = I 30 . A queda de potencial no resistor 75 , 0   Ω é a mesma do potencial cair na combinação da série 80 , 0   Ω . Podemos usar esse fato para encontrar a corrente através do resistor 75 , 0   Ω   usando a lei de Ohm: V 75 = V 80 = ( 0,300   A ) ( 80,0   Ω ) = 24,0   V   e   I 75 = ( 24,0   V ) / ( 75,0   Ω ) = 0,320   A .

    2. A corrente através da bateria desconhecida é a soma das duas correntes que acabamos de encontrar:

    I t o t a l = 0,300   A + 0,320 A = 0,620 A

    A resistência equivalente dos resistores em paralelo é 1 / R P = 1 / ( 75 , 0   Ω ) + 1 / ( 80 , 0   Ω ) . Isso dá R P = 3 8,7   Ω . A resistência equivalente "vista" pela bateria é R e q u i v = 20,0 Ω + 38,7   Ω = 58,7   Ω .

    A aplicação da lei de Ohm à bateria fornece ε = R e q u i v T o t a l = 58,7   Ω 0,620   A = 36,4   V .

    Passo 3

  2. Com o interruptor fechado, a bateria de 25,0   V é conectada através do resistor 50.0 Ω .

Fazendo um loop na parte direita do circuito.

A Lei de Ohm nos dá que:

I = 25,0 V 50 Ω = 0,500   A

A corrente através do resistor 50 , 0   Ω , e o restante do circuito, depende se o interruptor está aberto.

Resposta

  1. ε = 36,4   V
  2. 0,500   A
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Calcule a fem ε 1 e a fem ε 2 no circuito da Figura 26.50 e a diferença de potencial do ponto b em relação ao ponto a .
No circuito indicado na Figura 26.52, determine (a) a corrente em cada ramo; (b) a diferença de potencial V a b do ponto a em relação ao ponto b .
No circuito indicado na Figura 26.51, calcule (a) a corrente no resistor de 3,0Ω ; (b) a fem ε 1 e a fem ε 2 ; (c) a resistência R . Observe que foram fornecidas três correntes.
A bateria de 10,0 V indicada na Figura 26.52 é removida do circuito e reconectada com a sua polaridade invertida, de modo que o terminal positivo fica perto do ponto a . O restante do circuito permane