Cesgranrio Petrobras 2017 Física · Circuitos elétricos também em Física · Potência e energia elétrica
Questão 31
Uma máquina utiliza um pequeno aquecedor composto por um resistor de potência e tensão nominais 15,0 W e 9,00 V. Para alimentar o aquecedor, é utilizada uma fonte de corrente contínua ideal de 30,0 V em série com um resistor R, como mostra a Figura abaixo.

O valor aproximado da resistência elétrica de R, em \(\Omega\), para que o aquecedor trabalhe com potência e tensão nominais, é
Resolução comentada
Situar o problema antes de calcular.
Assunto
Resistor de queda em série: a corrente nominal do aquecedor fixa a corrente, e o resistor absorve a tensão que sobra.
Objetivo
Conceitos para revisar
Corrente nominal
Potência sobre tensão do aquecedor.
Tensão em R
Fonte menos os 9 V do aquecedor.
Preparar o terreno antes de calcular.
A figura da prova
Fonte de 30,0 V à esquerda, o resistor R no ramo de cima e, à direita, dentro de um quadro tracejado chamado Aquecedor, um resistor marcado 15,0 W e 9,00 V.
Dados
| Grandeza | Valor |
|---|---|
| Aquecedor | 15,0 W a 9,00 V |
| Fonte | 30,0 V, ideal |
| Ligação | R em série |
| Pergunta | R, em Ω |
Conversões
Nenhuma: watt, volt e ohm.
Estratégia
- i = 15/9.
- R = 21/i.
Agora sim, calcular.
Passos lógicos
A resolução tem 4 passos. Revele um de cada vez e, antes de abrir cada um, tente prever a linha de raciocínio.
Corrente
Do aquecedor.
Tensão em R
Sobra.
Resistência
Ohm.
Responder
(B).
Resposta
Acelerar, conferir e escapar da armadilha.
Como resolver rápido
R sobre a resistência do aquecedor é a razão das tensões, 21 para 9. O aquecedor tem 81/15 = 5,4 Ω; R é 5,4 × 21/9.
15,4 vezes 21/9
12,6 Ω. Conta rápida.
Avaliar a coerência
1R fica com 21 V e o aquecedor com 9
R é 21/9 = 2,33 vezes a resistência do aquecedor, 5,4 Ω. Confirma 12,6. Atalho mental.
25,40 é a resistência do próprio aquecedor
Elimina (A). E 16,2, 18 e 21 seriam 27, 30 e 35 V de queda. Elimina (C), (D) e (E).
Cuidado com a pegadinha
Marcar a resistência do aquecedor
Quem calcula 9²/15 = 5,4 Ω e marca (A).
A banca pôs 5,40 na lista. É a resistência do aquecedor, e a pergunta é o R em série.
AntídotoPense na tensão que R precisa derrubar: 21 V, com a corrente do aquecedor.