Uma bateria automotiva típica é classificada de acordo com sua capacidade em ampère-hora. Uma bateria de 70 Ah , por exemplo, com uma taxa de descarga de 3.5 A , tem uma vida útil de 20 horas. Supondo que a tensão da bateria permaneça constante com valor 12 V e que ela está alimentando um dispositivo que está consumindo 7A. Determine o tempo, a energia e a potência fornecidas durante uma descarga completa da bateria mencionada.
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado dá e o que ele pede, para a gente não se perder (peguei estes valores do enunciado).
- Capacidade da bateria:
. - Corrente de descarga do dispositivo:
. - Tensão da bateria (assumida constante):
.
O enunciado pede:
- O tempo de descarga completa da bateria.
- A energia fornecida durante essa descarga completa.
- A potência fornecida enquanto a bateria descarrega.
Passo 2
Entender o que significa
(ampère-hora) e como usar isso para achar o tempo.
- Ampère (
) é unidade de corrente elétrica: (coulomb por segundo). - Ampère-hora (
) significa corrente multiplicada por tempo em horas. Ou seja,
- Podemos inverter para achar o tempo:
Agora aplicamos com os números dados:
Interpretação prática: a bateria consegue fornecer
durante
até esgotar a capacidade nominal de
. Isso é simples e direto — anote esse raciocínio, ele costuma cair na prova.
Passo 3
Calcular a potência elétrica instantânea fornecida enquanto a bateria fornece
a
.
- Definição prática de potência elétrica (potência instantânea):
onde
é potência em watts (
),
é tensão em volts (
) e
é corrente em ampères (
).
- Aplicando os valores:
Explicação curta: isso significa que a bateria está entregando
por segundo enquanto a corrente flui.
Passo 4
Calcular a energia total fornecida durante a descarga completa.
- Energia é potência vezes tempo:
Já temos
e
. Atenção às unidades: watt-hora (
) é uma unidade conveniente aqui porque o tempo está em horas. Então primeiro em
:
- Converter para quilowatt-hora (
) e para joules ( ):
e sabendo que
,
Passo 5
Verificação alternativa (pra consolidar a ideia): transformar
em carga em coulombs e usar
.
-
, então
- Energia por
:
que é exatamente o mesmo valor que encontramos antes. Boa — consistência é sinal de que tudo está certo.
Passo 6
Resumo interpretativo (dica de prova):
- Para achar tempo: use
. - Para potência instantânea: use
. - Para energia total: use
(ou se transformar Ah em coulombs).
Anota essas três fórmulas — elas resolvem muita questão rápida em prova. Você mandou bem procurando a resolução passo a passo!
Resposta
Tempo:
Energia:
Potência:
Energia:
Potência: