Considere que a resistência
utilizada suporta uma potência máxima de 300 mW e que a fonte fornece, no máximo, 150 V . Utilizando seus conhecimentos e esses valores, assinale a alternativa correta.
Escolha uma opção:
◯ a)
valor máximo da resistência de proteção é de
.
◯ b) A corrente máxima que pode percorrer o circuito sem queimar a resistência é de
.
◯ C) A diferença de potencial máxima permitida entre os terminais do dispositivo é de
.
◯ d) A diferença de potencial mínima entre os terminais da resistência de proteção é de 135 V
◯ a)
◯ b) A corrente máxima que pode percorrer o circuito sem queimar a resistência é de
◯ C) A diferença de potencial máxima permitida entre os terminais do dispositivo é de
◯ d) A diferença de potencial mínima entre os terminais da resistência de proteção é de 135 V
Passo 1
O enunciado dá uma resistência de proteção e limites e pede que a gente escolha a alternativa correta entre as quatro opções. Dados fornecidos (vou listar exatamente o que temos):
(resistência),
(potência máxima suportada pela resistência),
(tensão máxima que a fonte pode fornecer).
A tarefa é verificar, usando esses valores, qual das alternativas (a), (b), (c) ou (d) é correta.
A tarefa é verificar, usando esses valores, qual das alternativas (a), (b), (c) ou (d) é correta.
Passo 2
Converter unidades para trabalhar com fórmulas de potência de forma simples. A potência dada em miliwatts vira:
Sempre que usar fórmulas elétricas, é mais seguro trabalhar em unidades SI padrão:
,
,
,
.
Passo 3
Relembrando a fórmula que relaciona potência, corrente e resistência: quando a corrente
passa por uma resistência
, a potência dissipada na resistência é
Aqui
é a potência dissipada (em watts),
é a corrente (em ampères) e
é a resistência (em ohms). Se quisermos o valor máximo de corrente que não ultrapasse
, isolamos
:
Passo 4
Calcular
com os números do problema, passo a passo:
Então
Em unidades mais familiares:
Compare com a alternativa (b) que afirma
(ou
). O valor correto que calculamos é
, portanto a alternativa (b) está incorreta (é um fator 10 maior do que deveria).
Passo 5
Outra fórmula muito usada liga a potência à tensão sobre a resistência:
onde
é a diferença de potencial (tensão) nos terminais da resistência. Isolando
para encontrar a tensão máxima que a resistência pode suportar sem exceder
:
Aqui
é a tensão máxima permitida entre os terminais da resistência para que sua potência não ultrapasse
.
Passo 6
Calcular
com os valores dados:
Logo
Arredondando de forma razoável:
A alternativa (c) diz
. Esse valor coincide com o
que calculamos, então a alternativa (c) está em acordo com os cálculos.
Passo 7
Verificar as outras alternativas rapidamente para garantir que não há ambiguidades:
- Alternativa (a): diz que "O valor máximo da resistência de proteção é de
". Se a fonte aplica os seus e quisermos que a potência dissipada na resistência não ultrapasse , a resistência necessária seria dada por
Logo
está muito longe deste valor; a alternativa (a) está incorreta.
- Alternativa (d): afirma "A diferença de potencial mínima entre os terminais da resistência de proteção é de
". Não faz sentido físico afirmar uma “diferença mínima” fixa assim — a tensão pode ser até o máximo que a fonte aplica; além disso, a resistência só suporta cerca de sem queimar (conforme calculado). Portanto (d) está incorreta também.
Passo 8
Resumo do raciocínio que usamos (rápido): converti
para
, usei
para achar a corrente máxima possível sem queimar a resistência (
), e usei
para achar a tensão máxima que pode haver nos terminais da resistência (
). Com isso vimos que apenas a alternativa que dá cerca de
é consistente.
Resposta
(c)