Question

No circuito elétrico representado a seguir, L1
e L2 são lâmpadas que possuem resistências de
respectivamente 10Ω e 40Ω. No centro
encontra-se uma fonte de 100V associada em
série a um potenciômetro R. Em série com L1 há
um fusível F de 1A.

a) Na situação em que F está prestes a se
romper, qual é a corrente que percorre
L2?
b) Nesse caso qual é o valor ajustado para R?
c) Tomando como base a resposta do item
anterior, pode-se dizer que o circuito
opera normalmente para valores maiores
ou menores que r?

Answer 1

I = U / R

i → Corrente;
Ut → Tensão ;
R → Resistência...

iT = Ut / Req.C

iT → Corrente total do circuito;
Ut → Tensão total do circuito;
Req.C → Resistência equivalente do circuito...

Em paralelo (resistores ligados aos mesmos polos : tensão igual) ⇒

Req = (R1 * R2) / (R1 + R2) tomando resistores 2 a 2 !

Em série ⇒

Req = R1 + R2 + ... + Rn...
-----------------------------------------------------------------------------------------------------

a) Quando F está prestes a se romper, a corrente que passa no ramo em que F está é de 1 A.

Neste caso, a tensão em L1 (L1 = 10 Ω) é de :

U = 10 * 1

U = 10 Volts 

Essa é a mesma tensão submetida a L2, porque esta lâmpada está em paralelo com L1. Logo, sendo L2 = 40 Ω e U = 10 V, temos :

10 = 40 * i2 

i2 = 10 / 40

i2 = 1/4 ou 0,25 A ⇒ Corrente em L2 nessa situação !

b) Na mesma situação, temos :

i1 (corrente em L1) = 1 A;
i2 (corrente em L2) = 1,25 A...

Note que essas correntes são frutos da separação da corrente total iT, quando esta sai do gerador ideal E, e que voltam a se juntar em iT de novo antes de chegar ao potenciômetro. 

Logo, i1 + i2 = iT 

1 + 0,25 = iT

iT = 1,25 A ⇒ Corrente total do circuito !

E é a iT que passa no potenciômetro.

Como a associação em paralelo dissipa 10 V e o gerador tem 100 V, então o potenciômetro dissipa :

U(Potenciômetro) = 100 - 10

U(Potenciômetro) = 90 V ⇒ Tensão no potenciômetro !

Como passa no potenciômetro iT = 1,25 A e o mesmo dissipa 90 V, então sua resistência R é foi ajustada para:

R = 90 / 1,25

R = 72 Ω ⇒ Resistência do potenciômetro nessa situação !

c) Note que R está em série com a Req da associação em paralelo, e essas duas compõem a Req do circuito (Req.C).

Conforme aumentamos R, a Req.C fica maior, e, devido a isso, a iT diminui gradativamente.

Se a iT diminui, a divisão da mesma que vai para L1 (e que, portanto, passa por F) é menor, logo, ao aumentarmos R, as correntes em F serão cada vez menores.

Isso tira o risco do rompimento do fusível. Ou seja, ao aumentarmos R, as correntes no circuito caem e F não corre o risco de se romper.