Problemas Resolvidos de Física

Problemas Resolvidos de Física
Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES
RESNICK, HALLIDAY, KRANE, FÍSICA, 4.ED., LTC, RIO DE JANEIRO, 1996.
FÍSICA 3
CAPÍTULO 33 – CIRCUITOS DE CORRENTE CONTÍNUA
34. Quando as luzes de um carro são ligadas, um amperímetro em série com elas marca 10,0 A e um
voltímetro em paralelo marca 12,0 V. Veja a Fig. 28. Quando o motor de arranque elétrico é
ligado, a leitura no amperímetro baixa para 8,00 V e as luzes diminuem um pouco seu brilho. Se
a resistência interna da bateria for 50 mΩ e a do amperímetro for desprezível, quais são (a) a
fem da bateria e (b) a corrente que atravessa o motor de arranque quando as luzes estão acesas?
(Pág. 128)
Solução.
(a) Quando as luzes são ligadas, mas o motor de arranque ainda está desligado, o circuito pode ser
representado pela figura abaixo, em que ε é a fem da bateria, r é a resistência interna da bateria, i0 é
a corrente elétrica e L representa as luzes do carro:
ε
L
r
i0
Aplicação da regra das malhas de Kirchhoff a este circuito, onde V é a diferença de potencial nos
terminais das luzes:
ε − V − ri0 =
0
ε= V + ri0
=
ε (12, 0 V) + (50 ×10−3 Ω)(10, 0 A)
ε = 12,5 V
(b) Quando o motor de arranque é ligado, o circuito passa a ser representado pela figura abaixo, em
que M representa o motor de arranque:
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Resnick, Halliday, Krane - Física 3 - 4a Ed. - LTC - 1996.
Cap. 33 – Circuitos de Corrente Contínua
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Problemas Resolvidos de Física
ε
Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES
i1
M
L
r
i2
i3
Aplicação das regras de Kirchhoff a este circuito, em que RM é a resistência elétrica do motor e RL é
a resistência das luzes:
ε − RM i2 − ri1 =
0
(1)
− RLi3 + RM i2 =
0
(2)
i1= i2 + i3
(3)
(1) + (2):
ε − ri1 − RLi3 =
0
(4)
Resistência das luzes, obtida do circuito analisado no item (a):
V
i0
Resolvendo-se (4) para i1 e substituindo-se (5) na expressão obtida para i1:
RL =
(5)

V 1
i1  ε − i3 
=
i0  r



(12, 0 V)
1
i1 =
58, 0 A
(12,5 V) − (10, 0 A) (8, 00 A)  (50 ×10−3 Ω) =


Resolução de (3):
i2= i1 − i3
=
i2 (58, 0 A) − (8, 00 A)
i2 = 50, 0 A
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Resnick, Halliday, Krane - Física 3 - 4a Ed. - LTC - 1996.
Cap. 33 – Circuitos de Corrente Contínua
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