Em um laboratório de eletricidade, um grupo de estudantes deseja iniciar o funcionamento de um pequeno aquecedor cujas indicações nominais são 9 V / 4,5 W. Porém, na bancada existe apenas uma fonte de tensão de 12 V. Para que o aquecedor funcione corretamente, o valor de um resistor que pode ser associado em série com o aquecedor é:
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão fala sobre um aquecedor que tem especificações nominais de 9 V e 4,5 W. Mas, na bancada, só temos uma fonte de 12 V. Nosso objetivo é descobrir o valor de um resistor que devemos colocar em série com o aquecedor para que ele funcione direitinho com os 9 V necessários. Vamos precisar usar conceitos de Lei de Ohm e Potência Elétrica para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa que o aquecedor tem 9 V e 4,5 W. A potência (W) que um aparelho consome é dada pela fórmula:
Onde:
- $ P $ é a potência em watts (W)
- $ V $ é a tensão em volts (V)
- $ I $ é a corrente em amperes (A)
Passo 3
Vamos usar essa fórmula para encontrar a corrente que o aquecedor consome quando está operando nos 9 V.
Então, o aquecedor consome 0,5 A de corrente.
Passo 4
Agora, sabemos que temos uma fonte de 12 V, mas queremos que o aquecedor receba apenas 9 V. Isso significa que precisamos “descarregar” os 3 V restantes através de um resistor. A diferença de tensão que o resistor vai precisar “absorver” é:
Passo 5
Para achar o valor do resistor ($ R $) que vai causar essa queda de tensão de 3 V com uma corrente de 0,5 A, usamos novamente a Lei de Ohm:
Passo 6
Portanto, precisamos de um resistor de 6 ohms para colocar em série com o aquecedor, garantindo que ele funcione corretamente com os 9 V fornecidos.
Resposta
O valor do resistor a ser associado em série com o aquecedor é de 6 Ω.