Três lâmpadas, a primeira de 40 W e 120 V , a segunda de 60 W e 120 V e a terceira de 100 W e 120 V , são ligadas em série a uma rede elétrica de 120 V .
Em relação a essa situação, determine:
a) A resistência elétrica de cada lâmpada.
b) A corrente elétrica que passa em cada lâmpada.
c) A diferença de potencial nos polos de cada lâmpada.
d) A lâmpada que apresenta maior brilho.
Em relação a essa situação, determine:
a) A resistência elétrica de cada lâmpada.
b) A corrente elétrica que passa em cada lâmpada.
c) A diferença de potencial nos polos de cada lâmpada.
d) A lâmpada que apresenta maior brilho.
Passo 1
O enunciado pede para analisar três lâmpadas (40 W, 60 W e 100 W, todas a 120 V) ligadas em série a uma fonte de 120 V. O conteúdo principal envolve circuitos em série, a Lei de Ohm e a relação potência–resistência. Vamos precisar usar a fórmula da resistência de uma lâmpada em regime nominal, a Lei de Ohm para corrente e tensão, e a expressão da potência dissipada em função da corrente.
Passo 2
Para encontrar a resistência de cada lâmpada, usamos a relação entre potência nominal, tensão nominal e resistência:
- Para a lâmpada de 40 W:
- Para a lâmpada de 60 W:
- Para a lâmpada de 100 W:
Passo 3
Agora somamos as resistências para achar a resistência total e, em seguida, a corrente que passa em todas (série):
Pela Lei de Ohm, a corrente é
Passo 4
Com a corrente conhecida, a queda de tensão em cada lâmpada é dada por
:
Passo 5
Para saber qual lâmpada brilha mais, calculamos a potência efetivamente dissipada em cada uma pelo circuito em série, usando
Passo 6
Comparando as potências dissipadas, vemos que a lâmpada de 40 W (resistência de 360 Ω) dissipa mais energia no circuito (≈9,36 W) do que as outras, portanto ela apresenta o maior brilho.
Resposta
a)
,
,
b) (mesma em todas)
c)
d) A lâmpada de 40 W é a que apresenta maior brilho.
b)
c)
d) A lâmpada de 40 W é a que apresenta maior brilho.