Um gerador de f.e.m.
e resistência interna
está alimentando um resistor de
. Determine:
c) o rendimento elétrico do gerador.
c) o rendimento elétrico do gerador.
Passo 1
Vamos resolver a parte c) do exercício, que pede para determinar o rendimento elétrico do gerador. Estamos trabalhando com conceitos de circuitos elétricos, especificamente envolvendo f.e.m. (força eletromotriz), resistência interna e resistores externos. Para isso, vamos precisar entender como calcular a eficiência de um gerador em um circuito.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o rendimento elétrico (η) de um gerador é a relação entre a potência útil fornecida ao resistor externo e a potência total fornecida pelo gerador. A fórmula para isso é:
Passo 3
Vamos calcular a potência útil (P₁) fornecida ao resistor de 12,0 Ω. Para isso, precisamos primeiro encontrar a corrente (I) no circuito. Usamos a lei de Ohm para circuitos em série:
Onde $ R_{total} = r + R $. Substituindo os valores:
Agora, calculamos a potência no resistor externo:
Passo 4
Em seguida, calculamos a potência total fornecida pelo gerador, que inclui a potência no resistor interno:
Passo 5
Finalmente, aplicamos a fórmula do rendimento elétrico:
Resposta
O rendimento elétrico do gerador é aproximadamente 85,6%.