Exemplo 6
Um resistor de
tem uma corrente igual a
. Determine a potência entregue a este resistor e a queda de tensão gerada por ele.
Passo 1
O enunciado dá claramente os seguintes dados e pede duas coisas. Dados fornecidos:
- Resistência:
. - Corrente elétrica que passa pelo resistor:
.
O que o problema pede:
- Determinar a potência entregue (dissipada) pelo resistor.
- Determinar a queda de tensão (diferença de potencial) nos terminais do resistor.
Passo 2
Formulas básicas que vamos usar — explicação didática.
- A Lei de Ohm relaciona tensão, corrente e resistência por
onde
é a tensão em volts (
),
é a corrente em ampères (
) e
é a resistência em ohms (
). Isso vem da definição prática: uma resistência
precisa de uma tensão
para permitir uma corrente
segundo essa relação.
- A potência elétrica entregue a um componente (energia por unidade de tempo) é dada por
onde
é a potência em watts (
). Essa formula diz: potência é tensão vezes corrente.
- Podemos combinar as duas fórmulas para eliminar
se quisermos, substituindo em . Isso dá a forma
Essa forma é prática quando já conhecemos
e
, porque evita calcular primeiro
.
Passo 3
Escolha da fórmula para calcular a potência.
- Já temos
e . Então a forma mais direta é usar
pois só envolve as quantidades dadas. Explicação do porquê: a potência dissipada por efeito Joule depende do quadrado da corrente vezes a resistência — fisicamente, se a corrente dobra, a potência quadruplica.
Passo 4
Cálculo da potência passo a passo.
- Primeiro calcule
:
- Agora multiplica por
:
Lembrando que
, então as unidades resultam em watts. Faça a multiplicação numérica:
Portanto
ou simplesmente
.
Passo 5
Cálculo da queda de tensão passo a passo usando a Lei de Ohm.
- Usamos
Substituindo os valores dados:
Multiplicando:
Assim a queda de tensão nos terminais do resistor é
.
Passo 6
Verificação cruzada (check rápido para evitar erro).
- Podemos verificar que
também dá o mesmo resultado:
confirmando que os cálculos estão consistentes.
Passo 7
Interpretação final e dica para a prova
- Resultado físico: o resistor dissipa
na forma de calor; a diferença de potencial necessária para manter a corrente de é . - Dica prática: em exercícios, escolha a fórmula que já use as grandezas dadas (aqui
foi a mais direta). Sempre verifique com outra fórmula (por exemplo ) se der tempo — isso pega erros simples de contas.
Resposta
Potência:
Queda de tensão:
Queda de tensão: