Física III ⇒ Geradores e resistores - Simulado Anglo Fuvest 2023 Tópico resolvido

[Felrei700]

Em uma aula de laboratório de física, um professor apresenta aos alunos um equipamento elétrico de valores nominais 20V - 40W,um gerador ideal de força eletromotriz igual a 30V, além de uma caixa de resistores de diversas resistências elétricas diferentes, que devem ser associados em série ao equipamento para não danificá-lo.
Nessas condições, qual o valor da resistência elétrica do resistor que deve ser utilizado ?
resp = 5 Ω
Duas dúvidas: 1) Por que os resistores devem ser associados em série para não danificar ?
2) Devo sempre considerar o equipamento elétrico está sendo usado em seus valores nominais ?

[LucasPinafi]

A voltagem do equipamento deve ser de 20 V. Então, essa é a tensão em que ele deve ficar sujeito. Mais que isso, ele estragaria. Menos que isso, ele não funcionaria direito. Se você colocar um resistor em paralelo com o equipamento, de nada vai adiantar, pois o equipamento ainda ficaria sujeito aos 30 V.
i) Cálculo da resistência do equipamento:
P = U²/R -> R = U²/P = 20²/40 = 10 ohm.
Sabemos que ele deve ficar sujeito a 20 V. Então, a corrente que passa por ele é:
i = U/R = 20/10 = 2 A.

Em seguida, colocamos um resistor R e a bateria de 30 V. Assim, a corrente total será:
i = 30 / (10 + R)
Essa corrente deve ser o 2 A calculado
2 = 30/(10 + R) --> R = 5 ohm.