Enunciado

Para o circuito mostrado na FIGURA P32.60, determine a corrente

e a diferença de potencial em cada resistor. Para facilitar a leitura,

apresente seus resultados em uma tabela.

Passo 1

A figura mostra como simplificar o circuito da Figura P32.60 usando as leis das resistências em série e em paralelo. Rotulamos os resistores como R1 = 6 Ω, R2 = 15 Ω, R3 = 6 Ω e R4 = 4 Ω. Reduzindo o circuito a um resistência equivalente única Req, vamos inverter o procedimento e “construir” o circuito usando a lei do loop e a lei de junção para encontrar a diferença de corrente e potencial de cada resistor.

Passo 2

R 3 e R 4 são combinados para obter R 34 = 10 Ω, e então R 34 e R 2 são combinados para obter R 234

1 R 234   =   1 R 2 + 1 R 34   =   1 15 + 1 10

R 234   =   6   Ω

R e q   =   R 234   +   R 1   =   6   +   6   =   12   Ω

do último circuito,

I   =   ε R e q = 24 12 = 2   A  

Assim, a corrente através da bateria e R 1 é I I R 1 = 2 A e a diferença de potencial através de R 1 é

I ( R 1 )   =   ( 2 ) ( 6 )   =   12   V

Passo 3

À medida que reconstruímos o circuito, notamos que os resistores em série devem ter a mesma corrente I e que os resistores em paralelo deve ter a mesma diferença de potencial ΔV.

Na Etapa 1 da figura acima, R e q = 12 Ω é retornado para R 1 = 6 Ω e R 234 = 6 Ω em série. Ambos os resistores devem ter a mesma corrente de 2,0 A que R e q . Em seguida, usamos a lei de Ohm para encontrar

Δ V R 1   =   ( 2 ) ( 6 )   =   12   V

Δ V R 234   =   ( 2 ) ( 6 )   =   12   V

Como verificação, 12 V + 12 V = 24 V, que era ΔV do resistor R e q . Na Etapa 2, a resistência R 234 é devolvida a R 2 e R 34 em paralelo. Ambos os resistores devem ter o mesmo ΔV = 12 V que o resistor R 234 . Então pela lei de Ohm

I R 2 = 12 15 = 0.8   A

I R 34   =   12 10 = 1.2   A

Como verificação, I R 1 + I R 34   =   2 que era a corrente I do resistor R 234 . Na Etapa 3, R 34 é devolvido a R 3 e R 4 em série. Ambos os resistores devem ter os mesmos 1,2 A que o resistor R 34 . Em seguida, usamos a lei de Ohm para encontrar

Δ V R 3   =   ( 1.2 ) ( 6 )   =   7.2   V

Δ V R 4   =   ( 1.2 ) ( 4 )   =   4.8   V

Resposta

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