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Questão 25

IME 2007
Física

(IME - 2007/2008)

A figura acima apresenta o modelo de uma fonte de tensão conectada a um resistor variável R. A tensão V e a resistência interna r da fonte possuem valores constantes. Com relação à resistência do resistor R, é correto afirmar que

A

aumentando seu valor, necessariamente aumentará a potência dissipada em R

B

aumentando seu valor, aumentará a tensão sobre R, mas não necessariamente a potência dissipada em R.

C

aumentando seu valor, aumentará a corrente fornecida pela fonte, mas não necessariamente a potência dissipada em R.

D

diminuindo seu valor, aumentará a corrente fornecida pela fonte e, conseqüentemente, a potência dissipada em R.

E

diminuindo seu valor, necessariamente aumentará a potência dissipada em R.

Gabarito:

aumentando seu valor, aumentará a tensão sobre R, mas não necessariamente a potência dissipada em R.



Resolução:

Pela 1ª Lei de Ohm:

i = frac{V}{R+r}

Perceba que ela diminui conforme R aumenta, o que evidencia a falsidade da alternativa C.

E a potência dissipada no resistor R é:

P = (V-ri)i = Vi-ri^2

Assim, para que haja potência transmitida máxima, 

i = frac{V}{2r} Rightarrow P = frac{V^2}{4r}

Nesta condição:

i = frac{V}{R+r} = frac{V}{2r} Rightarrow R = r

Isso significa que a potência dissipada no resistor R aumenta até o valor máximo R=r. Então, a partir disso a potência diminui, conforme a equação descreve. Portanto, as alternativas A e E são incorretas.

A tensão sobre R é:

U = Ri = frac{RV}{R+r} = V(frac{R+r-r}{R+r}) Rightarrow U = V(1-frac{r}{R+r})

Note que conforme R aumenta, a fração diminui e a ddp sobre R aumenta. Entretanto, a potência dissipada não necessariamente aumenta. A alternativa B é correta.

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