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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 26.Exercício - Ex. 29

No circuito indicado na Figura 26.55, todos os instrumentos são ideais e a resistencia interna das baterias é desprezivel. (a) Calcule a leitura do voltimetro com a chave S aberta. Qual ponto tem potencial mais elevado: a ou b ? (b) Com a chave fechada, determine a leitura do voltimetro e do amperimetro. Em qual sentido (para cima ou para baixo) a corrente passa pela chave?

Passo 1

  1. Com o interruptor aberto, temos um circuito em série com duas baterias.

    2. Faça um loop para encontrar a corrente e use a lei de Ohm para encontrar a diferença de potencial entre a e b .

    Passo 2

    Tomando o loop:

    I = 40   V 175   Ω = 0,029   A .

    A diferença de potencial entre a e b é:

    V b - V a = + 15   V - 75 Ω 0,229   A = - 2,14   V .

    O sinal de menos significa que a   tem um potencial maior que b .

    Passo 3

  2. Com o interruptor fechado, a parte do amperímetro do circuito divide o circuito original em dois circuitos. Podemos aplicar as regras de Kirchhoff a ambas as partes.

Faça loops nas partes esquerda e direita do circuito e, em seguida, observe a corrente no cruzamento.

O loop da esquerda nos dá que:

I 100 = 25   V 100   Ω = 0,250   A

O loop da direita dá:

I 75 = 15   V 75 Ω = 0,200   A .

Na junção logo acima do comutador, temos

I 100 d e n t r o = 0,250   A

E

I 75 f o r a = 0,200   A ,

Então,

I A = 0,250   A - 0,200   A = 0,500   A ,

para baixo. O voltímetro lê zero porque a diferença de potencial é zero com o interruptor fechado.

Resposta

  1. - 2,14   V , potencial maior em a .
  2. I A = 0,500   A para baixo.
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