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Exercícios sobre associação de geradores em série

Exercícios de Física

Com esta lista de exercícios sobre a associação de geradores em série, você descobrirá se sabe calcular a força eletromotriz resultante. Publicado por: Rafael Helerbrock
questão 1

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

questão 2

(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

questão 3

(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

questão 4

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

respostas
Questão 1

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.

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Questão 2

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.

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Questão 3

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:

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Questão 4

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.

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