Se a corrente da serra é 15 A e a resistência total da extensão é
, calcule a tensão real que chega na máquina.
Passo 1
O enunciado dá as seguintes informações:
- A corrente da serra (corrente que passa pelo cabo/extensão) é
. - A resistência total da extensão é
.
O enunciado pede: calcular a tensão real que chega na máquina.
Observação importante (já aqui): não foi informada a tensão da fonte (a tensão nominal da tomada). Essa informação é necessária para obter um valor numérico da tensão que efetivamente chega na máquina. Vou, portanto, calcular primeiro a queda de tensão na extensão (que dá a perda) e depois mostrar como obter a tensão na máquina a partir da tensão da fonte.
Passo 2
Conceito físico e modelo simples: o cabo/extensão e a serra formam um circuito em série. Quando uma corrente elétrica
atravessa uma resistência
, ocorre uma queda de tensão (diferença de potencial) nessa resistência. A lei que relaciona essas grandezas é a Lei de Ohm.
Explicando a Lei de Ohm de forma bem clara:
-
é a corrente elétrica, em ampères ( ): é a “quantidade de carga que passa por segundo”. -
é a resistência elétrica, em ohms ( ): é o que “opõe” a passagem de corrente. -
é a tensão (diferença de potencial), em volts (\mathrm{V})): é a força que “empurra” a corrente.
A Lei de Ohm diz que, em uma resistência linear,
Passo 3
Aplicando a Lei de Ohm para calcular a queda de tensão na extensão (a perda de tensão ao longo do cabo):
Substituindo os valores dados:
Passo 4
Calculemos o produto (faça na prova escrevendo passo a passo):
Portanto,
Interpretação: isso significa que, dos volts fornecidos pela tomada,
se perdem na extensão antes de chegar à serra.
Passo 5
Relação entre tensão da fonte e tensão na máquina: aplicando a lei das malhas (KVL) para esse circuito série,
Isolando a tensão que chega na máquina:
Como
, temos a fórmula prática:
Sem o valor numérico de
não é possível dar um único número para
. Posso, porém, dar dois exemplos práticos comuns para você entender o impacto:
- Se
então (queda relativa de aproximadamente ). - Se
então (queda relativa de aproximadamente ).
Passo 6
Resumo prático para a prova (o que escrever rapidamente):
- Calcule a queda na extensão com
. - Subtraia essa queda da tensão da fonte para achar a tensão na máquina.
- Sempre declare que, se faltar a tensão da fonte, só é possível fornecer a queda e a fórmula geral.
Resposta
A queda de tensão na extensão é
.
A tensão que chega na máquina é ; sem o valor de
não é possível obter um valor numérico para
.
A tensão que chega na máquina é