Um físico utiliza um gerador acionado à manivela para funcionar um conjunto de lâmpadas de led que possue resistência equivalente constante. À medida que a taxa de acionamento da manivela diminui qual das seguintes variáveis diminui também?
Passo 1
Vamos entender o que a questão está pedindo. Temos um gerador acionado por uma manivela que está ligando um conjunto de lâmpadas de LED com resistência equivalente constante. A pergunta é: se a velocidade com que a manivela é girada diminui, qual variável também diminui? Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de eletricidade como tensão (ou voltagem), corrente elétrica e resistência.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que um gerador converte energia mecânica (o giro da manivela) em energia elétrica. A tensão gerada (
) por um gerador é diretamente proporcional à velocidade com que ele é acionado. Isto é, se girarmos a manivela mais rápido, a tensão aumenta, e se girarmos mais devagar, a tensão diminui. A relação pode ser representada pela fórmula:
onde
é uma constante e
é a velocidade de rotação.
Passo 3
Sabendo que a resistência (
) das lâmpadas de LED é constante, podemos usar a Lei de Ohm para relacionar tensão (
), corrente (
) e resistência (
):
Como
é constante, podemos reorganizar a equação para encontrar a corrente:
Isso mostra que a corrente
é diretamente proporcional à tensão
.
Passo 4
Agora, se a velocidade de acionamento da manivela diminui, a tensão
também diminui (como vimos no Passo 2). Como
e
é constante, uma diminuição em
resultará em uma diminuição na corrente
.
Resposta
A corrente elétrica que passa pelas lâmpadas de LED diminui.