Uma fonte de alimentação possui uma tensão em circuito aberto de
e uma resistência interna de
. Ela é usada para carregar duas baterias de armazenamento conectadas em série, cada uma com uma fem de
e resistência interna de
. Se a corrente de carga deve ser de
,
(a) qual resistência adicional deve ser adicionada em série?
b) Calcule a potência entregue à resistência interna da fonte, a perda por efeito Joule nas baterias e potência entregue à resistência adicional em série.
) A que taxa a energia química nas baterias está aumentando?
(a) qual resistência adicional deve ser adicionada em série?
b) Calcule a potência entregue à resistência interna da fonte, a perda por efeito Joule nas baterias e potência entregue à resistência adicional em série.
) A que taxa a energia química nas baterias está aumentando?
Passo 1
O enunciado descreve um circuito onde uma fonte de tensão possui fem
e resistência interna
e carrega duas baterias em série, cada uma com fem
e resistência interna
A corrente de carga deve ser
Vamos usar a Lei de Kirchhoff das tensões para achar (a) a resistência adicional
, depois calcular (b) as potências dissipadas em
, em
total e em
, e por fim (c) a taxa de aumento da energia química nas baterias.
Passo 2
Na malha fechada vale
onde
é a soma das resistências internas das duas baterias e
é a fem total delas. Substituindo
e isolando
:
Passo 3
Usamos a fórmula da potência dissipada por efeito Joule
:
Passo 4
A energia química nas baterias aumenta à taxa
Resposta
a)
.
b) ,
,
.
c) A taxa de aumento da energia química é .
b)
c) A taxa de aumento da energia química é