Exercícios sobre associação de geradores em série
Duas baterias de força eletromotriz igual a 3,0 V e 5,0 V, respectivamente, são associadas em série com o intuito de obter-se a energia necessária para a operação de um circuito. A força eletromotriz alcançada com essa associação é equivalente a:
a) 15,0 V
b) 2,0 V
c) 8,0 V
d) -2,0 V
e) 1,8 V
Letra C
As baterias são dispositivos capazes de transformar energia química em energia elétrica, sendo, portanto, consideradas geradores. Na associação em série somam-se as forças eletromotriz individuais de cada pilha, resultando em:
Assim, a força eletromotriz total produzida pela associação de baterias é equivalente à de uma única bateria de 8,0 V.
(Fuvest-SP) As figuras ilustram duas pilhas ideais associadas em série (primeiro arranjo) e em paralelo (segundo arranjo). Supondo que as pilhas sejam idênticas, assinale a alternativa correta:
a) Ambos os arranjos fornecem a mesma tensão
b) O primeiro arranjo fornece uma tensão maior que o segundo
c) Se ligarmos um voltímetro aos terminais do segundo arranjo, ele indicará uma diferença de potencial nula
d) Ambos os arranjos, quando ligados a um mesmo resistor, fornecem a mesma corrente
e) Se ligarmos um voltímetro nos terminais do primeiro arranjo, ele indicará uma diferença de potencial nula
Letra B
a) FALSO – Na associação em série, somam-se as tensões produzidas por pilha, enquanto na associação em paralelo o potencial elétrico é o mesmo de uma única pilha.
b) VERDADEIRO – Na associação em série, as tensões individuais são somadas. Logo, temos a tensão equivalente ao dobro de uma única pilha.
c) FALSO – Ao ligarmos um voltímetro nos terminais do segundo arranjo, será medida a diferença de potencial da associação das pilhas em paralelo. Como elas são idênticas, esse valor será igual à força eletromotriz de uma única pilha.
d) FALSO – O primeiro arranjo fornece duas vezes mais tensão elétrica que o segundo. Nesse caso e de acordo com a 1ª Lei de Ohm, a corrente elétrica formada sobre o mesmo resistor será duas vezes maior quando ligado a essa associação.
e) FALSO – Nessa associação, a diferença de potencial medida por um voltímetro é equivalente ao potencial de duas pilhas, pois elas estão associadas em série.
(Mackenzie - SP) Um sistema de 5 baterias iguais, em série, alimenta um resistor de 10 Ω com uma corrente de 5A ou um resistor de 28 Ω com 2 A. A força eletromotriz e a resistência interna de cada bateria valem:
a) 12V e 0,4 Ω
b) 12V e 12,0 Ω
c) 60V e 2,0 Ω
d) 6V e 1,0 Ω
e) 9V e 1,0 Ω
Letra B
Ao todo, são ligados cinco geradores, cada um com força eletromotriz E, totalizando 5E. A resistência equivalente é 5r, já que cada uma das baterias tem resistência r. Podemos aplicar a 1ª Lei de Ohm:
O potencial elétrico resultante da associação dos cinco geradores, cada qual com sua resistência interna r, juntos ao resistor de 28 Ω, pode ser calculado por meio da relação apresentada abaixo:
E é a força eletromotriz de cada bateria. Para o segundo caso, forma-se uma corrente elétrica de 2A quando os cinco geradores estão associados a um resistor de 10 Ω, logo:
Podemos igualar as duas equações acima e ficamos com:
Portanto, a resistência interna de cada um dos geradores é igual a 0,4 Ω. Podemos usar a segunda equação da Lei de Ohm (ou a primeira) substituindo r como 0,4 Ω para calcular a força eletromotriz E:
Em uma instalação elétrica, deseja-se associar pequenos geradores idênticos para se obter a maior força eletromotriz possível. Nesse caso, a associação mais indicada é:
a) Utilização de um único gerador
b) Associação mista dos geradores
c) Associação de todos os geradores em paralelo
d) Associação de todos os geradores em série
Letra D
Com o intuito de conseguir a maior força eletromotriz possível, é necessário associar todos os geradores em série, pois nesse tipo de associação somam-se as forças eletromotrizes individuais.
