Enunciado

Quais são a corrente Ibat da bateria e a diferença de potencial V a b entre os pontos a e b quando o interruptor da FIGURA P32.56 está (a) aberto e (b) fechado?

Passo 1

  1. Usando as regras dos resistores em série e paralelo, simplificamos o circuito em duas etapas, conforme mostrado na figura (a). Uma bateria com fem E = 24 V é conectada a um resistor equivalente de 3 Ω. A corrente neste circuito é 24 V/3 AΩ =8 A . Assim, a corrente que flui através da bateria é I b a t = 8 A. Para determinar o potencial diferença Δ V a b , encontraremos os potenciais no ponto a e no ponto b e, em seguida, tomaremos sua diferença. Para fazer isso, nós precisamos das correntes Ia e Ib. Notamos que a diferença de potencial ao longo do ramo 3 Ω-3 Ω é a mesma que a diferença de potencial ao longo do ramo de 5 Ω-1 Ω. Então,

    ε   =   24   =   I a 3 + 3 )   ⇒   I a   =   4   A   =   I b

    Agora, V c - I a   =   V a , e V c   -   I b ( 5 )   =   V b . Subtraindo essas duas equações, obtemos Δ V a b :

    V a -   V b   =   I b ( 5 ) - I a ( 3 )   =   4 ( 5 ) - ( 4 ) ( 3 )   =   8 V

    Passo 2

Usando as regras dos resistores em série e em paralelo, simplificamos o circuito conforme mostrado na figura (b). Uma bateria com fem E = 24 V é conectada a um resistor equivalente de 21 8Ω. A corrente neste circuito é 24 / 21 8 = 9.143   A . Assim, a corrente que flui pela bateria é I b a t = 9 A. Quando a chave é fechada, os pontos a e b estão conectados por um fio ideal e, portanto, devem estar no mesmo potencial. Assim V a b = 0 V

Resposta

I a b e r t o   =   8   A

I f e c h a d o   =   64 / 7   A

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