Enunciado

Para o circuito mostrado na FIGURA P32.62, determine a corrente e a diferença de potencial em cada resistor. Para facilitar a leitura, apresente seus resultados em uma tabela.

Passo 1

Se tivermos dois pontos e houver resistores conectados em ambas as extremidades dos pontos, chamamos de resistores conectados em paralelo. Isso é óbvio quando os resistores estão alinhados lado a lado. A diferença de potencial entre os resistores é a mesma na conexão em paralelo. A Equação (28.24) mostra a resistência equivalente para a conexão paralela na forma

1 R e q   =   1 R 1 + 1 R 2 + .   .   . + 1 R N       ( 1 )

Os dois resistores 6Ω e 12Ω estão em paralelo, então usamos a equação (1) para obter sua combinação por

1 R 1 , e q     =   1 6 + 1 12

R 1 , e q   =   ( 1 6 + 1 12 )

R 1 , e q = ( 1 6 + 1 12 ) ⁻ ¹

R 1 , e q = 4   Ω

Passo 2

Os resistores 4Ω estão em série com a combinação ​ R 1 , e q , então eles têm a mesma corrente. Aplicamos a regra do loop para obter a corrente através dos resistores 4Ω e a combinação R 1 , e q . Viajamos no sentido horário no loop esquerdo e obtemos o próximo

Σ V   =   0

ε - I ( 2 )   -   I 4 ( 4 )   -   I 4 R 1 , e q   =   0

24 - 2 I - 4 I 4 - 4 I 4   =   0

24 - 2 I - 8 I 4   =   0     ( 2 )

Aplique a regra do loop no loop direito e viaje no sentido horário para obter

Σ V   =   0

- I 8 ( 8 ) + I 4 R 1 , e q   +   I 4 ( 4 )   =   0

- 8 I 8 + 4 I 4 + 4 I 4 = 0

I 4   =   I 8

Passo 3

A corrente I é igual a I   =   I 4 + I 8   =   2 I 4 = 2 I 8 . Usando essa relação na equação (2),

24   -   2 I   -   8 I 4   =   0

24 - 2 ( 2 I 4 ) - 8 I 4   =   0

I 4 =   2   A

por isso, a corrente através de 8   Ω é I 8   =   2 A

Use a lei de Ohm para obter a tensão em ambos os resistores por

Δ V 4   = I 4   R 4   =   ( 2 ) ( )   =   8   V

Δ V 8   =   I 8   R 8   =   ( 2 ) ( 8 )   =   16   V

A corrente I é a mesma para resistores 2Ω , então a corrente através dele é calculada por

I 2   =   I 4 + I 8   =   2   +   2   =   4   A

Use a lei de Ohm para obter a tensão neste resistor por

Δ V 2   =   I 2 R 2   =   ( 4 ) ( 2 )   =   8   V

Ambos os resistores 6Ω e 12Ω têm a mesma tensão e sua corrente de combinação é a mesma para I 4 , então usamos a lei de Ohm para obter a tensão em ambos por

Δ V 6   =   Δ V 12   =   I 4 R 1 , e q   =   ( 2 ) ( 4 )   =   8   V

Novamente usamos a lei de Ohm para obter a corrente através de 6Ω e 12Ω por

I 6   =   Δ V 6 R 6 =   8 6   =   1.33   A

I 12   =   Δ 12 R 12   =   8 12   =   0.66   A

Resposta

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