Quando um resistor é conectado em uma fonte de 8 V , uma corrente de 4 A flui nele. Determine o tempo que o resistor gasta para dissipar 600 J .
Passo 1
O enunciado diz que um resistor está ligado a uma fonte de tensão de
) e que nele flui uma corrente de
). Pede-se para determinar o tempo que o resistor leva para dissipar uma energia de
).
Dados fornecidos:
Pergunta: encontrar
tal que o resistor dissipe
em tempo
.
Passo 2
Conceito e fórmula principal: potência elétrica é a taxa de energia dissipada por unidade de tempo. Para potência constante usamos a relação
onde
-
é a energia dissipada (em joules, ), -
é a potência (em watts, ), -
é o tempo (em segundos, ).
Lembrete de unidade:
. Portanto, para achar
isolamos:
Também precisamos calcular a potência
. Para um resistor ligado a uma fonte com tensão
e corrente
, a potência elétrica dissipada é dada por
(Alternativamente, pode-se usar
ou
, mas aqui
e
já são dados.)
Passo 3
Calculemos a potência usando
:
Explicação rápida: multiplicamos tensão por corrente; o produto tem unidade volt·ampere, que equivale a watt.
Como verificação didática, podemos obter a resistência pela lei de Ohm
:
E usando
:
confirmando o mesmo resultado.
Passo 4
Agora aplicamos a fórmula
. Substituindo
e
:
Façamos a divisão manualmente:
. (Se preferir pensar em fração:
.)
Portanto
Passo 5
Interpretação final e dica rápida: o resistor dissipa
por segundo, então para atingir
precisa de
segundos. Uma forma prática de checar:
, está correto. Você pode arredondar se a prova pedir, por exemplo
com duas casas significativas.