Enunciado
Física - Randall D. Knight - Eletricidade e Magnetismo- Ed: 2º - Capítulo 32.Exercícios e Problemas - Ex. 37
A FIGURA P32.37 mostra seis lâmpadas idênticas conectadas a uma bateria ideal. Todas as lâm-
padas estão brilhando. Ordene em sequência decrescente as intensidades luminosas das lâmpadas de A a F. Explique
Passo 1
O problema gostaria de classificar as lâmpadas do brilho ao mais escuro. Para resolver isso, devemos lembrar que a lâmpada mais brilhante é a lâmpada que dissipa mais energia. Lembre-se da equação para a potência dissipada:
Como todas as lâmpadas são idênticas, suas resistências individuais são todas iguais. Assim, um fator importante que entra na classificação das lâmpadas é a corrente que passa pelas lâmpadas, quanto maior a corrente, mais brilhante a lâmpada.
Passo 2
A primeira lâmpada que observamos é a Lâmpada A, que está em paralelo com a bateria. Lembre-se que em circuitos paralelos, a corrente é dividida por circuito paralelo, portanto, a corrente da Lâmpada A é igual a todas as outras lâmpadas combinadas, pois todas as outras lâmpadas fazem parte dos únicos outros circuitos paralelos à bateria. Assim, agora sabemos que:
A é a lâmpada mais brilhante.
Então, depois de passar pela lâmpada A, a próxima lâmpada principal pela qual a corrente passará é a lâmpada D, e então o circuito se divide novamente em todas as outras lâmpadas:
Assim, a lâmpada D é a segunda mais brilhante.
Passo 3
Depois do bulbo D, fica mais complicado. Primeiro, nos concentramos na lâmpada B, que abrange as lâmpadas C, E e F. Pensando nas lâmpadas C, E e F como um circuito paralelo, podemos concluir que a lâmpada B é tão brilhante quanto a soma das lâmpadas C, E e F. Portanto, o bulbo B é maior que os bulbos C, E e F. Finalmente, focamos nas três últimas lâmpadas, C, E e F. Podemos ver que a lâmpada C e a lâmpada E são paralelas uma à outra. Assim que combinarmos essas duas lâmpadas, ela ficará em série com a Lâmpada F. Assim, sabemos que:
Assim, a lâmpada F é mais brilhante que a lâmpada C e E. Agora, como as lâmpadas C e E são paralelas, ambas têm a mesma quantidade de corrente passando por elas. Assim, ambas as lâmpadas C e E são iguais.
Assim, a classificação final de todas as lâmpadas é: