Física III ⇒ Fatores p/ queimar uma lâmpada Tópico resolvido

[GuiSBS]

Olá! Queria saber a explicação desse exercício: Duas lâmpadas, uma de 20W – 110V e outra de 100W e 110V, são ligadas em série a uma tomada de 220V. O que acontece com as lâmpadas?

Resposta

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Lâmpada de 20W -> queima
Lâmpada de 100W -> apaga

Por que acontece isso? Quais são os fatores ( ddp, corrente, carga eletrica ) que definem se uma lâmpada queima ou não? Ficaria muito grato se alguém souber responder!
Ps: a segunda apaga pq está em série, isso eu entendi hehe

[joaopcarv]

A corrente elétrica é o fator a ser analisado, pois ela pode chegar a derreter o filamento da lâmpada ou mesmo ou fusível (cuja função é isso mesmo, derreter caso a corrente ultrapasse certos valores). Teoricamente é assim porque quanto maior corrente, maior aquecimento na lâmpada (potência dissipada), de forma que, mesmo que o filamento dilate e a resistência aumente (ainda assim pouco), o calor continuamente dissipado pode chegar a literalmente derreter o filamento.

Calculemos as correntes máximas suportadas em cada lâmpada:

[tex3]\mathsf{j \ = \ \dfrac{20 \ W}{110 \ V} \ \rightarrow \ \boxed{\mathsf{j \ = \ \dfrac{2}{11} A \ (\approx \ 0,18 \ A)}}}[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\mathsf{j \ = \ \dfrac{20 \ W}{110 \ V} \ \rightarrow \ \boxed{\mathsf{j \ = \ \dfrac{2}{11} A \ (\approx \ 0,18 \ A)}}}[/tex3]

[tex3]\mathsf{n \ = \ \dfrac{100 \ W}{110 \ V} \ \rightarrow \ \boxed{\mathsf{n \ = \ \dfrac{10}{11} A \ (\approx \ 0,9\ A)}}}[/tex3]

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[tex3]\mathsf{n \ = \ \dfrac{100 \ W}{110 \ V} \ \rightarrow \ \boxed{\mathsf{n \ = \ \dfrac{10}{11} A \ (\approx \ 0,9\ A)}}}[/tex3]

Assim como as suas resistências são:
[tex3]\mathsf{R_j \ = \ \dfrac{110^2}{20} \ \rightarrow \ \boxed{\mathsf{R_j \ = \ 605 \ \Omega}}}[/tex3]

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[tex3]\mathsf{R_j \ = \ \dfrac{110^2}{20} \ \rightarrow \ \boxed{\mathsf{R_j \ = \ 605 \ \Omega}}}[/tex3]

[tex3]\mathsf{R_n \ = \ \dfrac{110^2}{100} \ \rightarrow \ \boxed{\mathsf{R_j \ = \ 121 \ \Omega}}}[/tex3]

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[tex3]\mathsf{R_n \ = \ \dfrac{110^2}{100} \ \rightarrow \ \boxed{\mathsf{R_j \ = \ 121 \ \Omega}}}[/tex3]

Em série, aplicando tensão total de [tex3]\mathsf{v_t \ = \ 220 \ V}[/tex3]

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[tex3]\mathsf{v_t \ = \ 220 \ V}[/tex3]

, temos uma corrente de:

[tex3]\mathsf{i_t \ = \ \dfrac{220 \ V}{(605 \ + \ 121) \ \Omega} \ \rightarrow \ \boxed{\mathsf{i_t \ = \ \dfrac{10}{33} \ A \ (\approx \ 0,3 \ A)}}}[/tex3]

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[tex3]\mathsf{i_t \ = \ \dfrac{220 \ V}{(605 \ + \ 121) \ \Omega} \ \rightarrow \ \boxed{\mathsf{i_t \ = \ \dfrac{10}{33} \ A \ (\approx \ 0,3 \ A)}}}[/tex3]

Veja que a lâmpada [tex3]\mathsf{R_j}[/tex3]

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[tex3]\mathsf{R_j}[/tex3]

não suporta e queima, não passando mais corrente por causa do filamento derretido, e como a lâmpada [tex3]\mathsf{R_n}[/tex3]

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[tex3]\mathsf{R_n}[/tex3]

está em série com aquela mas suporta, ela simplesmente apaga pela interrupção de corrente.

[GuiSBS]

joaopcarv, aaah caramba estava confundindo a corrente que cada lâmpada suporta com a corrente total, agora entendi!! Muito obrigado pela resposta completíssima e organizada, valeu mesmo!

[joaopcarv]

joaopcarv, aaah caramba estava confundindo a corrente que cada lâmpada suporta com a corrente total, agora entendi!! Muito obrigado pela resposta completíssima e organizada, valeu mesmo!

Não há de que, e fico grato pelo elogio! essa parte de elétrica é bem legal mesmo, se você tiver mais a postar...