Questão 04
O resistor de
é conectado a um circuito causando a circulação de uma corrente de
sobre o mesmo. Calcule a tensão sobre o resistor e a potência por ele dissipada.
Observações:
- Utilize três dígitos significativos para tensão e potência.
- Calcule a potência por suas três equações.
Passo 1
O enunciado dá as seguintes informações e pede o que segue:
- Informações dadas:
- Perguntas:
- Calcular a tensão sobre o resistor.
- Calcular a potência dissipada pelo resistor, usando as três equações de potência.
Passo 2
Converter a corrente de miliampères para ampères (porque as fórmulas elétricas usam unidades do SI).
- Conversão:
. Logo
Passo 3
Calcular a tensão usando a Lei de Ohm. Aula rápida: a Lei de Ohm diz que a tensão
em um resistor é proporcional à corrente
que passa nele, sendo a constante de proporcionalidade a resistência
. A fórmula é
onde
é a tensão em volts,
é a corrente em ampères e
é a resistência em ohms.
Aplicando com os valores:
Fazendo a multiplicação:
Agora arredondamos para três dígitos significativos (regra: contar 3 algarismos a partir do primeiro não nulo):
Passo 4
Apresentar as fórmulas de potência e explicar de onde vêm (mini-aula):
- Potência instantânea em um circuito elétrica é energia por tempo e, para um elemento ôhmico, pode ser obtida por
onde é potência em watts. - Substituindo
em obtemos outra forma - Substituindo
em obtemos também
Essas três expressões são equivalentes e úteis dependendo de quais grandezas conhecemos.
Passo 5
Calcular a potência usando
. Observação didática: para evitar erros de arredondamento, use os valores não arredondados durante as contas e só depois arredonde o resultado final.
Usando
(valor não arredondado) e
:
Arredondando para três dígitos significativos:
Passo 6
Calcular a potência usando
.
Primeiro
:
Multiplicando por
:
o mesmo valor obtido antes. Arredondando para três dígitos significativos:
Passo 7
Calcular a potência usando
.
Primeiro
usando
:
Agora
novamente o mesmo valor. Arredondando para três dígitos significativos: