Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 26.Exercício - Ex. 16
Uma lâmpada possui somente dois filamentos, porém apresenta três posições de operação com diferentes brilhos (fraco, médio e forte). (a) Uma dada lâmpada com três intensidades é conectada a uma fonte de 120 V e pode dissipar 60 W, 120 W ou 180 W. Descreva como os dois filamentos são dispostos no bulbo e calcule a resistência de cada filamento. (b) Suponha que o filamento com resistência mais elevada se queime. Qual é a potenia dissipada pela lâmpada em cada uma das três posições de operação? Qual deve ser o brilho (fraco, médio ou forte) em cada uma das três posições de operação? (c) Repita o item (b) supondo que o filamento com resistência menor se queime.
Passo 1
Os filamentos devem ser conectados de modo que a corrente possa fluir através de cada um separadamente, e também através de ambos em paralelo, produzindo três possíveis fluxos de corrente. A situação paralela sempre tem menos resistência do que qualquer um dos membros individuais, portanto, ele fornecerá a potência mais alta de , enquanto os outros dois deverão fornecer potências de e .
onde é a resistência equivalente.
Passo 2
- nos dá que:
- Se queimar, a configuração de permanece a mesma, a configuração de não funciona e a configuração de vai para : brilho de zero, médio e médio.
- Se o queimar, a configuração de permanece a mesma, a configuração de não funciona e a configuração de é agora : brilho baixo, zero e baixo.
nos dá que:
Para esses dois resistores em paralelo:
E
Que é o valor desejado.
Passo 3
Passo 4
Passo 3
Como, em cada caso, é fornecidos a cada rede de filamentos, a menor resistência dissipa o maior poder.
Resposta
- ;
- brilho de zero, médio e médio.
- brilho baixo, zero e baixo.