Exercícios sobre Geradores Elétricos e Força Eletromotriz

LETRA D

A partir das informações dadas no enunciado, é possível calcular a corrente elétrica. Faremos isso através da equação dos geradores elétricos:

$U=\varepsilon-r\cdot i$ 

$12=40-5\cdot i$ 

$12-40=-5\cdot i$ 

$-28=-5\cdot i$ 

$28=5\cdot i$ 

$i=\frac{28}{5}$ 

$i=5,6\ A$ 

LETRA C

Através do gráfico, vamos escrever duas funções utilizando a equação dos geradores elétricos:

$U=\varepsilon-r\cdot i$ 

{ 20=ε-5∙r 14=ε-8∙r

Em seguida, resolveremos o sistema multiplicando por -1 a segunda equação e somando as equações:

{ 20=ε-5∙r -14=-ε+8∙r

$20-14=-5\cdot r+8\cdot r$ 

$6=3\cdot r$ 

$r=\frac{6}{3}$ 

$r=2\ \Omega$ 

Agora, substituimos o valor da resistência na primeira equação e obtemos a f.e.m.:

$20=\varepsilon-5\cdot r$ 

$20=\varepsilon-5\cdot2$ 

$20=\varepsilon-10$ 

$\varepsilon=20+10$ 

$\varepsilon=30\ V$ 

Por fim, vamos encontrar o valor da corrente de curto-circuito que ocorre quando a tensão elétrica for nula, para isso, utilizaremos novamente a equação dos geradores elétricos:

$U=\varepsilon-r\cdot i$ 

$0=30-2\cdot i$ 

$-30=-2\cdot i$ 

$30=2\cdot i$ 

$i=\frac{30}{2}$ 

$i=15\ A$ 

LETRA C

A f.e.m. foi dada no enunciado e equivale a 4,5 V . Já a resistência interna de um gerador elétrico, vamos calcular através da equação do gerador elétrico:

$U=\varepsilon-r\cdot i$ 

Como temos um curto-circuito entre os terminais do gerador elétrico, a tensão elétrica é igual a zero:

$0=4,5-r\cdot0,5$

$-4,5=-r\cdot0,5$

$4,5=r\cdot0,5$

$r=\frac{4,5}{0,5}$

$r=9\ \Omega$

Os geradores elétricos estão em paralelo, portanto, a resistência equivalente será o valor da resistência interna de um gerador dividida pelo número de geradores elétricos:

$R_{eq}=\frac{r}{números de geradores}$

$R_{eq}=\frac{9}{5}$ 

$R_{eq}=1,8\ \Omega\ $ 

LETRA A

Nesse modelo de gráfico, o número que estiver indicado no eixo da tensão equivale ao valor da força eletromotriz, então ε  equivale a 10 V . Além disso, através do gráfico, percebemos que, quando a corrente elétrica for 2 A , a tensão elétrica será de 9 V . A partir dessas informações, conseguiremos calcular a resistência interna usando a equação do gerador elétrico:

 $U=\varepsilon-r\cdot i$

$9=10-r\cdot2$ 

$9-10=-r\cdot2$ 

$-1=-r\cdot2$ 

$1=r\cdot2$ 

$r=\frac{1}{2}$ 

$r=0,5\ \Omega$ 

Por fim, vamos calcular a corrente elétrica na lâmpada utilizando a fórmula que relaciona a força eletromotriz com as resistências e a corrente elétrica:

$\varepsilon=(R+r)\cdot i$ 

$10=(3,5+0,5)\cdot i$ 

$10=4\cdot i$ 

$i=\frac{10}{4}$ 

$i=2,5\ A$ 

LETRA D

Calcularemos a potência total da pilha através da fórmula:

$P_T=\varepsilon\cdot i$ 

$P_T=25\cdot10$ 

$P_T=250\ W$ 

LETRA E

Os circuitos elétricos não são geradores elétricos, mas sistemas que constituem as redes elétricas, compostos por dispositivos elétricos como os resistores elétricos e geradores elétricos.

LETRA B

Os geradores elétricos possuem a função de converter outras formas de energia em energia elétrica, que fluirá para o circuito elétrico, permitindo o seu funcionamento.

LETRA A

Primeiramente, vamos calcular a corrente elétrica que atravessa esse circuito em série, utilizando a fórmula que relaciona a força eletromotriz com as resistências e a corrente elétrica:

$\varepsilon=(R+r)\cdot i$ 

$50=(5+3)\cdot i$ 

$50=8\cdot i$ 

$i=\frac{50}{8}$ 

$i=6,25\ A$ 

E depois, através da 1ª lei de Ohm, calcularemos a diferença de potencial elétrico nos terminais:

$U=R\cdot i$ 

$U=5\cdot6,25$ 

$U=31,25\ V$ 

LETRA A

A curva característica dos geradores elétricos é representada por uma reta decrescente no primeiro quadrante do plano cartesiano e significa que houve uma queda de tensão elétrica dentro do gerador elétrico.

LETRA E

Primeiramente, vamos calcular a tensão elétrica através da fórmula do rendimento de um gerador elétrico:

$\eta=\frac{U}{\varepsilon}$ 

$\frac{70}{100}=\frac{U}{110}$ 

$0,7=\frac{U}{110}$ 

$U=0,7\cdot110$ 

$U=77\ V$ 

Utilizando a equação dos geradores, calculamos o valor da resistência interna:

$U=\varepsilon-r\cdot i$ 

$77=110-r\cdot4$ 

$77-110=-r\cdot4$ 

$-33=-r\cdot4$ 

$33=r\cdot4$ 

$r=\frac{33}{4}$ 

$r=8,25\ \Omega$ 

LETRA D

A potência elétrica dos geradores elétricos não pode ser calculada pela fórmula $P=r\cdot U^2$.

LETRA B

Confira a correção das alternativas incorretas.

I. Correta.

II. Incorreta. A unidade de medida da tensão elétrica é o volt.

III. Incorreta. A unidade de medida da força eletromotriz é o volt.

IV. Correta.

V. Correta.