Um rádio funciona em 12 V por 20 minutos. Durante esse período, 108 J de energia foram fornecidos ao rádio.
(a) Calcule a corrente que circula pelo rádio.
(b) Quantos coulombs de carga são utilizados durante esse período?
(a) Calcule a corrente que circula pelo rádio.
(b) Quantos coulombs de carga são utilizados durante esse período?
Passo 1
O enunciado dá as seguintes informações e pede as perguntas abaixo:
- Dados fornecidos:
- Perguntas:
(a) Calcular a corrente que circula pelo rádio.
(b) Calcular quantos coulombs de carga são utilizados durante esse período.
Passo 2
Primeiro passo prático: converter o tempo para segundos, porque as fórmulas elétricas usam o segundo como unidade de tempo.
Passo 3
Vamos revisar as relações físicas que vamos usar (explicando cada variável):
-
Energia elétrica fornecida por um dispositivo quando uma carga
se move sob uma diferença de potencial : ondeé a energia em joules ( ), é a tensão em volts ( ) e é a carga em coulombs ( ). Isto vem do fato de que . -
Potência elétrica instantânea:onde
é potência em watts ( ) e é corrente em ampères ( ). Lembre que . -
Energia total entregue em um intervalo de tempo
: Esta última é a que vamos usar para achar a corrente: ela relaciona energia, tensão, corrente e tempo.
Passo 4
Isolando a corrente na relação
obtemos:
onde
é em
,
em
e
em
. Agora substituímos os valores conhecidos:
Calculemos passo a passo:
Agora em forma decimal:
Convertendo para miliampères (mais intuitivo):
Passo 5
Agora calculamos a carga total
usada no intervalo. Podemos usar duas formas — ambas equivalentes:
Forma 1 (direta usando
):
Forma 2 (usando
, que é uma verificação rápida):
As duas formas dão o mesmo resultado, ótimo — é uma boa verificação de conta.
Passo 6
Resumo rápido do raciocínio (para você lembrar na prova): converta tempo para segundos, use
para achar
(ou
para achar
), e cheque unidades (J = V·C e A = C/s). Você fez bem em pedir a resolução passo a passo — esses são os passos que costumam cair na prova.
Resposta
(a)
(b)
(b)