Question

03 Quando uma bateria, sem resistência interna, de tensão igual a
10 V é conectada a um farolete de corrente continua, este consome
uma potência de 100 W. Desprezando possíveis perdas na fiação,
determine, para o menor gerador (o que desenvolve potência
máxima) capaz de manter o farolete aceso, a sua:
a. força eletromotriz.
b. resistência interna.​

Answer 1

A) Força Eletromotriz de 20 V

B) A resistência interna é de 1 Ω  

Tendo em mente que o enunciado não foi claramente específico, temos que considerar que "capaz de manter o farolete aceso" signifique a lâmpada brilhar com a mesma potência de 100W de quando ligada à bateria em si.

Portanto, vamos calcular a resistência e a corrente através do farolete:

P = U.i >>> 100 = 10.i >>> i = 10 A.

U = R.i >>> 10 = R(10) >>> R = 1Ω  

A) Como o circuito é estritamente resistivo, o gerador fornece potência máxima quando sua resistência interna (r) é igual à resistência externa, no caso , r = R = 1W. Assim, aplicando a equação do gerador:

U = e = r.i

10 = e -1 (10)  

e = 20V

B) como já foi justificado, a resistência interna deve ser de :

r = R = 1Ω.

espero ter ajudado nos estudos, bom dia :)