Para uma dada fonte de tensão constante, uma quantidade maior de calor será desenvolvida em uma lata ou em uma baixa resistência externa conectada à fonte?
Passo 1
Beleza, o enunciado é o seguinte: “Para uma fonte de tensão constante, será gerado mais calor numa lata (que tem resistência relativamente alta) ou numa resistência externa baixa?”
Conteúdo da matéria: efeito Joule e Lei de Ohm.
O que vamos precisar:
Conteúdo da matéria: efeito Joule e Lei de Ohm.
O que vamos precisar:
- A relação entre tensão (V), corrente (I) e resistência ®: Lei de Ohm,
. - A fórmula da potência dissipada por efeito Joule:
. - Mostrar que, para fonte de tensão fixa,
.
Passo 2
Primeiro, lembra que potência elétrica (a taxa de calor gerado) é
Mas a gente também sabe, pela Lei de Ohm, que
Substituindo essa corrente na expressão de potência:
Ou seja, quanto menor for
, maior será
, para a mesma tensão
.
Passo 3
Como a fonte de tensão é fixa e a lata tem resistência “alta” (digamos
) e a resistência externa é “baixa” (
), temos:
Como
, então
logo a potência (e, consequentemente, o calor por segundo) é maior na resistência externa.
Passo 4
Pra relacionar potência com quantidade de calor
num intervalo de tempo
, usamos
Como já vimos que
, durante o mesmo tempo
a resistência externa baixa vai gerar mais calor.
Resposta
A baixa resistência externa conectada à fonte de tensão constante vai desenvolver mais calor do que a lata (resistência maior).