O diagrama abaixo representa um circuito simplificado de uma torradeira elétrica que funciona com uma tensão U = 120 V. Um conjunto de resistores RT = 20 Ω é responsável pelo aquecimento das torradas e um cronômetro determina o tempo durante o qual a torradeira permanece ligada.
RT
U
RT
RT
RT
Torrada
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Questão 9
RT
RT
a) Qual é a corrente que circula em cada resistor RT quando a torradeira está em funcionamento?
b) Sabendo-se que essa torradeira leva 50 segundos para preparar uma torrada, qual é a energia elétrica total consumida no preparo dessa torrada?
c) O preparo da torrada só depende da energia elétrica total dissipada nos resistores. Se a torradeira funcionasse com dois resistores RT de cada lado da torrada, qual seria o novo tempo de preparo da torrada?
Resolução
a) U = R ⋅ i; tomando-se um lado da torrada, tem-se U = 120 V e R = 3RT.
120 = (3 ⋅ 20) ⋅ i → i = 2 A
b) A potência total dissipada no circuito é:
P = 6 ⋅ RT ⋅ i2 → P = 6 ⋅ 20 ⋅ 22 ∴ P = 480 W
Mas P =
∆ε
∆ε
→ 480 =
∴ ∆ε = 24000J
50
∆t
c) A potência total dissipada é P =
∆ε
U2
=
.
Req ∆t
U2
Req , ou seja, o tempo de preparo da torrada é diretamente proporcional à resistência
∆ε
equivalente da associação.
3R T
.
No experimento 1, Req =
2
Conclui-se que ∆t =
No experimento 2, Req =
2R T
= RT.
2
Então:
3R T
2
RT
→ 50 s
→ ∆t
∆t ≈ 33,3 s
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