resistência interna equivalente.

Oi, Bruna. Tudo bom?

A maioria desses exercícios é resolvida com a aplicação da 1ª e 2ª Lei de Kirchhoff: a soma das correntes entrando em um nó e igual à soma das correntes saindo do nó (1ª); e a soma algébrica das tensões em uma malha fechada qualquer no circuito elétrico é nula (2ª).

1) Três pilhas iguais de E = 9 V e resistência interna r = 3 Ohm cada estão em série. Pede-se a força eletromotriz e resistência interna equivalentes. Vamos supor que as pilhas estejam alinhadas com os pólos positivos e negativos da seguinte forma: - +, - +, - +. A f.e.m. total de pilhas em série alinhadas é a soma das f.e.m. individuais, então E,total = 3 E = 3(9) = 27 V.

A resistência interna equivalente é a soma das três resistências internas em série, então r,total = 3 r = 3(3) = 9 Ohm. Uma pilha fornece uma corrente de curto-circuito de Icc = E / r = 9 / 3 = 3 A. O circuito das três pilhas associadas em série fornece uma corrente de curto-circuito de Icc' = E,total / r,total = 27 / 9 = 3 A.

4) Aplicando a 2ª Lei de Kirchhoff, temos, começando no canto superior direito em sentido horário:

4 - 9 i - 6 i - 6 i + 26 + 18 - 3 i = 0

Onde i é a corrente total do sistema, que é a mesma em todas as resistências, pois encontram-se em série. Resolvendo a equação acima, temos:

i = 48 / 24 = 2 A

Os receptores são os componentes que consomem potência no circuito e dissipam energia na forma de calor, também chamados de elementos passivos, portanto as resistência de 3, 6 e 9 Ohm. Os geradores são os componentes que fornecem potência no circuito e transformam algum tipo de energia (química, no caso de pilhas; mecânica, no caso de hidrelétricas; eletromagnética, no caso de paineis fotovoltaicos) em eletricidade, também chamados de elementos ativos, portanto os geradores de 4, 26 e 18 V.

5) Dois capacitores de 2 e 4 uF estão em série e um capacitor de 1 uF está em paralelo com a associação daqueles. Primeiro, calculamos a capacitância equivalente. Para os dois primeiros:

1/Ceq = 1/C1 + 1/C2 = 1/2 + 1/4 = 2/4 + 1/4 = 3/4

Ceq = 4/3 uF (= 1,33 uF)

Agora a capacitância equivalente do capacitor de 1 uF em paralelo com a capacitância calculada na etapa anterior:

Ceq = C1 + C2 = 1 + 4/3 = 3/3 + 4/3 = 7/3 uF (= 2,33 uF)

Como a tensão entre os pontos A e B é de 18 V, a carga elétrica acumulada pelo conjunto é:

C = Q / V ou Q = C V

Q = 7/3 (18) = 7 (6) = 42 C

Dê uma olhada no meu Blog aqui no Portal Profes para mais exercícios como esse: bit.do/blogprofthiago

Espero ter ajudado! Fique à vontade para tirar dúvidas e marcar uma aula. Podemos explorar melhor esses conceitos e resolver mais exercícios. Se puder, clique em "Melhor Resposta" aqui no Portal Profes.

Att.,
Prof. Thiago

PS: Obrigado Prof. Carlos Roa pela pertinente observação!

Oi Bruna,

Complementando a ótima explicação do professor Thiago, na questão 4, uma forma prática para você identificar quem são os geradores e receptores é identificando ao final do cálculo o sentido da corrente, repare que com a aplicação da 2ª Lei de Kirchhoff o valor da corrente foi positiva, ou seja, o sentido adotado (horário) foi o correto.
Esta conclusão nos mostra que com a aplicação da 2ª Lei de Kirchhoff todas as parcelas com sinal negativo são os receptores (consomem energia) e todas as parcelas com sinal positivo são geradores (fornecem energia).

Att,
Carlos Roa