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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 26.Exercício - Ex. 10

A potencia máxima especificada sobre o resistor é a maior potencia que pode ser dissipada no resistor, sem que ele atinja a temperatura demasiadamente elevada. (a) Se a potencia máxima que um resistor de 15   k Ω pode suportar é igual a 5,0 W, qual é a diferença de potencial máxima permitida nos terminais do resistor? (b) Um resistor de 9,0   k Ω deve ser conectado a uma fonte de tensão de 120 V. Qual é a potencia máxima necessária? (c) Um resistor de 100,0   Ω   e outro de 150,0   Ω , ambos com potencia máxima de 2,0 W, são conectados em série através de uma diferença de potencia, sem que ocorra superaquecimento em qualquer dos resistores, e qual é a taxa de calor gerada em cada resistor sob essas condições?

Passo 1

A corrente e, portanto, a potência, dependem da diferença de potencial entre o resistor.

P = V 2 R

Passo 2

  1. A diferença de potencial máxima permitida nos terminais do resistor é dada por:

    2. V = P R = 5,0 W ⋅ 15,000 Ω = 274   V

    Passo 3

  2. E a potencia máxima necessária:

    3. P = V 2 R = 120 V 2 9,000 Ω = 1,6 W

    Passo 4

  3. Se o resistor maior gerar 2,00 W, o menor gerará menos e, portanto, será seguro. Portanto, a potência máxima no resistor maior deve ser 2,00 W. Usaremos P = I 2 R para encontrar a corrente máxima através da combinação de séries e usaremos a lei de Ohm para encontrar a diferença de potencial na combinação.

P = I 2 R

Nos dá que:

I = P R = 2 W 150 Ω = 0,115 A

A mesma corrente flui através de ambos resistores, e sua resistência equivalente é de 250 Ω . A lei de Ohm dá

V = I R = 0,115 A 250 Ω = 28,8 V

Portanto,

P 150 = 2,00 V

E

P 100 = I 2 R = 0,115 A 2 100 Ω = 1,32 W .

Se todos os resistores em uma combinação de séries tiverem a mesma potência, é a maior resistência que limita a quantidade de corrente.

Resposta

  1. 274   V
  2. 1,6 W
  3. P 150 = 2,00 V ; P 100 = 1,32 W .
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