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No circuito, uma bateria B está conectada a três resistores de resistências R1 , R2 e R3 :
Sabe-se que R2 = R3 = 2R1 .
A relação entre as potências P1 , P2 e P3 , respectivamente associadas a R1 , R2 e R3 , pode ser expressa como:
A relação entre as potências P1 , P2 e P3 , respectivamente associadas a R1 , R2 e R3 , pode ser expressa como:
- A) P1 = P2 = P3.
- B) 2P1 = P2 = P3.
- C) 4P1 = P2 = P3.
- D) P1 = 2P2 = 2P3.
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Resposta:
A alternativa correta é letra D
Primeiro, note que os resistores 2 e 3 estão em paralelo, com isso temos que a tensão nestes resistores é a mesma. Mas, a potência é dada pela seguinte expressão:
P = V²/R
Donde P é a potência, V é a tensão e R é a resistência.
Sendo V2 = V3 (tensão no resistor 2 e 3, respectivamente), e R2 = R3, temos:
P2 = V2²/R2 = V3²/R3 = P3
Agora, vamos calcular a tensão e resistência equivalente referente aos resistores 2 e 3. Como estes resistores estão em paralelo a tensão é a mesma para eles, assim como a tensão equivalente. Logo, V2 = V3 = Veq.
Já a resistência é determinada da seguinte forma:
1/Req = 1/R2 + 1/R3 => 1/Req = 1/R2 + 1/R2 =>
1/Req = 2/R2 => Req = R2/2
Note que 2R1 = R2 => R1 = R2/2
Ou seja, Req = R2/2 = R1
Veja que o resistor equivalente e o resistor 1 estão em série, o que implica que a corrente que os atravessa é a mesma, e mais, como suas resistências são iguais, a corrente também é, e consequentemente, da expressão V =R*i, donde V é a tensão, R é a resistência e i é a corrente, temos que a tensão é a mesma nestes resistores. Logo, V2 = V1 = V3. E assim, temos:
P1 = V1/R1 = V2/R1 => Mas, R1 = R2/2 => P1 = V2/(R2/2) = 2V2/R2 => V2/R2 = P2 => P1 = 2*P2
Logo, temos:
P1 = 2P2 = 2P3
Alternativa D)
P = V²/R
Donde P é a potência, V é a tensão e R é a resistência.
Sendo V2 = V3 (tensão no resistor 2 e 3, respectivamente), e R2 = R3, temos:
P2 = V2²/R2 = V3²/R3 = P3
Agora, vamos calcular a tensão e resistência equivalente referente aos resistores 2 e 3. Como estes resistores estão em paralelo a tensão é a mesma para eles, assim como a tensão equivalente. Logo, V2 = V3 = Veq.
Já a resistência é determinada da seguinte forma:
1/Req = 1/R2 + 1/R3 => 1/Req = 1/R2 + 1/R2 =>
1/Req = 2/R2 => Req = R2/2
Note que 2R1 = R2 => R1 = R2/2
Ou seja, Req = R2/2 = R1
Veja que o resistor equivalente e o resistor 1 estão em série, o que implica que a corrente que os atravessa é a mesma, e mais, como suas resistências são iguais, a corrente também é, e consequentemente, da expressão V =R*i, donde V é a tensão, R é a resistência e i é a corrente, temos que a tensão é a mesma nestes resistores. Logo, V2 = V1 = V3. E assim, temos:
P1 = V1/R1 = V2/R1 => Mas, R1 = R2/2 => P1 = V2/(R2/2) = 2V2/R2 => V2/R2 = P2 => P1 = 2*P2
Logo, temos:
P1 = 2P2 = 2P3
Alternativa D)
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