Em sua maioria, os equipamentos eletrônícos domésticos demandam baixa potência elétrica em corrente contínua. Para alimentá-los, uma fonte externa ou embutida transforma a corrente alternada em corrente contínua de baixa tensão. Entretanto, cada equipamento tem suas especificidades,e muitas vezes não é possível simplesmente trocar essas fontes sem levar em conta a tensão, a corrente ou a potência elétrica de saída.
Considere um equipamento de resistência elétrica Rc que funciona corretamente apenas em um dado valor de tensão. Porém, a única fonte de alimentação disponível fornece uma tensão 20% superior à tensão recomendada. Para adaptar essa fonte ao aparelho, a associação de um resistor de proteção Rp, de potência adequada, se faz necessária.
A configuração adequada do circuito e o valor do resistor de proteção, em relação ao valor da resistência do equipamento, são:
- A
- B
- C
- D
- E
gabarito
Resolução
Para resolver essa questão, precisamos entender como a associação de resistores pode ajudar a adaptar a tensão fornecida pela fonte ao valor necessário para o equipamento.
O problema nos diz que a tensão fornecida pela fonte é 20% superior à tensão recomendada para o equipamento. Isso significa que, se a tensão recomendada é \(V\), a tensão fornecida pela fonte é \(1,2V\).
Para que o equipamento funcione corretamente, precisamos garantir que a tensão sobre o resistor \(R_C\) (que representa o equipamento) seja \(V\). Podemos fazer isso adicionando um resistor de proteção \(R_P\) em série com \(R_C\). A ideia é que a queda de tensão total sobre \(R_C\) e \(R_P\) seja igual à tensão fornecida pela fonte, \(1,2V\).
Quando dois resistores estão em série, a tensão total \(V_t\) é dividida entre eles de acordo com suas resistências. A relação é dada por:
V_C = /frac{R_C}{R_C + R_P} /cdot V_t
Queremos que \(V_C = V\), e sabemos que \(V_t = 1,2V\). Substituindo, temos:
V = /frac{R_C}{R_C + R_P} /cdot 1,2V
Podemos simplificar a equação para encontrar a relação entre \(R_C\) e \(R_P\):
1 = /frac{R_C}{R_C + R_P} /cdot 1,2
R_C + R_P = 1,2R_C
R_P = 1,2R_C - R_C
R_P = 0,2R_C
Portanto, o resistor de proteção \(R_P\) deve ter um valor de \(0,2R_C\) e deve ser colocado em série com \(R_C\) para garantir que a tensão sobre \(R_C\) seja a tensão recomendada \(V\).
A configuração correta é a da alternativa E, onde \(R_P = 0,2R_C\) está em série com \(R_C\).