Determine a potência fornecida para o elemento no Exemplo 3 no instante
se a corrente permanecer constante e a tensão for:
(a)
(a)
Passo 1
O enunciado pede: determinar a potência fornecida para o elemento no instante
nas condições abaixo. As informações dadas são:
- A expressão da tensão é
(unidades: volts, porque está escrito “V” no enunciado). - A corrente permanece constante no tempo (ou seja,
é uma constante; vou chamar essa constante de para ficar simples). - Queremos o valor no instante
.
Observação importante: o enunciado refere-se ao “Exemplo 3” para possivelmente obter um valor numérico da corrente. Esse valor numérico de
não foi fornecido aqui. Portanto não posso dar um número final em watts — só posso dar a expressão da potência em função da corrente constante
. Se você tiver o valor numérico de
(por exemplo,
), é só substituir na expressão final.
Passo 2
Conceito essencial (aulas rápidas, sem enrolar): a potência elétrica instantânea
em um elemento elétrico é sempre dada por
Explicando cada coisa:
-
é a potência em watts ( ). -
é a tensão através do elemento em volts ( ). -
é a corrente que atravessa o elemento em ampères ( ).
Sobre o sinal (muito importante na prova): usando a convenção passiva, se a corrente entra no terminal positivo da tensão, então
significa que o elemento está absorvendo potência (ou seja, a potência está sendo fornecida para o elemento). Se
, o elemento está fornecendo potência ao circuito. No enunciado você pediu “potência fornecida para o elemento”, então estamos interessados em
(positivo significa que está sendo entregue ao elemento).
Passo 3
Agora aplicamos direto a fórmula com a relação dada entre tensão e corrente. Substituindo
em
obtemos:
Fazendo a multiplicação:
Explicando passo a passo: multipliquei a tensão
pela corrente
; isso dá
vezes
vezes
, ou seja
. As unidades ficam
, então
está em watts.
Passo 4
Como a corrente é constante, esse valor de potência é constante no tempo. Logo, no instante
(ou em qualquer instante),
onde
é o valor constante da corrente (em ampères). Se você tiver um valor numérico para
, substitua e calcule. Por exemplo, se
então
.
Passo 5
Interpretação do resultado (motivação para a prova): note que
é sempre não-negativo, então
. Isso significa que, com
e corrente entrando no terminal considerado positivo, o elemento está absorvendo potência (ou seja, a potência está sendo fornecida para o elemento). Se o enunciado quisesse a potência “fornecida pelo elemento” (o que é o contrário), você tomaria
.