fundamentos de física iii fundamentos de física iii - Departamento de ...

Igualando a zero a derivada dessa expressão com relação a R encontramos:
RESPOSTAS COMENTADAS DAS ATIVIDADES PROPOSTAS
1
2R
− =
2
( R + r) ( R + r)
0
(20.11)
ATIVIDADE 20.1 Não haverá resposta para essa atividade.
PENSE E RESPONDA
o que nos fornece o valor de R para o qual a potência dissipada no aquecedor é
máxima (sua derivada segunda é negativa):
PR20.2) Quando uma corrente elétrica passa através de um resistor, ela perde
energia, transformando a energia perdida em energia térmica do resistor. A
corrente elétrica perde energia cinética, energia potencial ou uma combinação das
duas?
R = r
(20.12)
EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO
E a potência máxima é:
P
max
2
ε
= (20.13)
4r
E20.1) Quando um resistor de valor desconhecido é ligado aos terminais de uma
bateria de 3,0 V, a potência dissipada é 0,540 W. Quando o mesmo resistor é
ligado aos terminais de uma bateria de 1,50 V, qual é a potência dissipada?
O gerador entrega sua potência máxima quando a resistência externa é igual à
resistência interna. Neste caso o próprio gerador adquire uma energia térmica igual
à que ele cede ao aquecedor.
Quando a resistência externa é muito pequena, tendendo a zero, a potência nela
dissipada também tende a zero. No entanto, como a corrente tende para o valor
ε / R , a potencia que surge no próprio gerador tende para ε
2 / R . Isto é o que
denominamos “curto-circuito”, causa de muitos incêndios acidentais. Sendo a
resistência interna do gerador muito pequena, pode ser perigoso ligar seus
terminais com um condutor de resistência quase nula.
E20.2) Uma corrente uniformemente distribuída percorre um fio de cobre com
seção reta de
2,0
m
−6
2
× 10 e comprimento de ,00 m
4 . (a) Qual é o módulo do
campo elétrico no interior do fio? (b) Qual é a energia elétrica transformada em
energia térmica em 30 min.?
E20.3) Uma diferença de potencial de 15,0 V é aplicada aos terminais de um
resistor , o que gera uma potência de 327 W. (a) Qual é a resistência? (b) Qual é a
corrente que passa no resistor?
E20.4) Considere um resistor de comprimento L , resistividade uniforme ρ , área
de seção reta A conduzindo uma corrente elétrica com densidade uniforme J .
Utilizando a equação 20.12, calcule a potência elétrica dissipada por unidade de
volume. Expresse o resultado em termos de (a) J e E , (b) J e ρ e (c) ρ e E .
E20.5) Um estudante manteve um rádio de 9,0 V, 7,0 W ligado no volume máximo
durante 5 horas. Qual foi a carga que atravessou o rádio?
E20.6) Um aquecedor de 500 W é ligado a uma diferença de potencial de 120 V. (a)
Qual é a resistência do elemento de aquecimento? (b) Qual é a corrente no
elemento de aquecimento?
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