Duas pilhas idênticas de 1,5 V com resistência interna r = 0,50 O cada são ligadas em série e conectadas a uma…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Duas pilhas idênticas de 1,5 V com resistência interna r = 0,50 O cada são ligadas em série e conectadas a uma carga R = 3,0 O. a) Calcule a corrente na carga e a tensão terminal de cada pilha. b) Explique qualitativamente como aumentar o número de pilhas em série afeta a corrente e a potência dissipada nas resistências internas.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Cálculo: Em série, E_eq = 1,5 V + 1,5 V = 3,0 V; r_eq = 0,50 O + 0,50 O = 1,0 O. Resistência total = R + r_eq = 3,0 O + 1,0 O = 4,0 O. Corrente I = E_eq / (R + r_eq) = 3,0 V / 4,0 O = 0,75 A. Tensão terminal de cada pilha V_term = E_individual - I·r = 1,5 V - 0,75 A·0,50 O = 1,125 V. Discussão qualitativa: ao adicionar pilhas em série, o fem total E_eq aumenta proporcionalmente ao número de pilhas, e a resistência interna total r_eq também aumenta proporcionalmente. A corrente I = E_eq/(R + r_eq) pode crescer se o aumento relativo de E_eq for maior que o aumento relativo de r_eq; porém a potência dissipada nas resistências internas P_int = I^2·r_eq tende a aumentar, causando aquecimento e perda de energia. Assim, há um trade-off: mais pilhas em série elevam a tensão disponível, mas também aumentam perdas internas que limitam o ganho de corrente e reduzem eficiência.
Explicação
A solução apresenta os cálculos necessários para determinar a corrente e a tensão terminal de cada pilha, utilizando as fórmulas adequadas para circuitos em série. Além disso, a discussão qualitativa aborda a relação entre o aumento do número de pilhas e suas consequências na corrente e na dissipação de potência, destacando o equilíbrio entre a tensão gerada e as perdas internas. Essa análise é fundamental para compreender o impacto da configuração do circuito na eficiência do sistema.
Raio-X da questão
circuitos elétricos
avaliacao
lei de Ohm · circuitos em série
Revisar a Lei de Ohm e o funcionamento de circuitos em série.
O aluno pode confundir a relação entre a tensão total e a corrente, aplicando a lei de Ohm de forma inadequada ao não considerar a resistência interna das pilhas.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Em uma lanterna duas pilhas idênticas (E = 1,50 V cada, resistência interna r = 0,30 O) estão em série e alimentam uma…
- Duas baterias são ligadas em oposição: E1 = 12,0 V com resistência interna r1 = 1,00 O e E2 = 9,00 V com r2 = 0,50 O. O…
- Duas pilhas de 1,5 V cada, conectadas em série, alimentam um resistor R = 3,0 O. Calcule a corrente elétrica I no…
- Uma bateria tem força eletromotriz E = 1,50 V e resistência interna r = 0,25 O. Ela é ligada a uma carga RL = 2,00 O…
- Duas pilhas são ligadas em série e alimentam um receptor ôhmico R = 2,00 O. As f.e.m. são E1 = 1,50 V (r1 = 0,100 O) e…
- Duas baterias alimentam a mesma carga R = 2,0 O: bateria A (e=1,5 V, r=0,50 O) e bateria B (e=12 V, r=0,10 O)…
Todas as questões de Funcionamento de Dispositivos Elétricos
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog