circuito elétrico misto

Fusível é um dispositivo de proteção contra sobrecorrente em circuitos. Quando a corrente que passa por esse componente elétrico é maior que sua máxima corrente nominal, o fusível queima. Dessa forma, evita que a corrente elevada danifique os aparelhos do circuito. Suponha que o circuito elétrico mostrado seja alimentado por uma fonte de tensão U e que o fusível suporte uma corrente nominal de 500 mA.




 Qual é o máximo valor da tensão U para que o fusível não queime?



Da pra fazer essa questão usando a regra do varal para achar a R total do circuito e depois calcular a U que ele pede na questão ???


Resposta 120 V

120 // 60 ---> R1 = 40
60 // 30 ----> R2 = 20

No ramo inferior R'e = R1 + 40 ---> R'e = 40 + 40 ---> R'e = 80
No ramo superior R"e = 60 + R2 ---> R"e = 60 + 20 ---> R"e = 80

Os dois ramos são iguais, logo terão a mesma corrente.

Tensão no resistor de 120 Ω ---> U(120) = 120.i ---> U(120) = 120.0,5 ---> U(120) = 60 V

Tensão no resistor inferior de 60 que está em paralelo com 120: U(60) = 60 V

Corrente neste resistor de 60: i(60) = U(60)/60 ---> i(60) = 1 A

Corrente total no ramo inferior Ii = 0,5 + 1 ---> Ii = 1,5 A

Tensão no resistor de 40 --> U(40) = 40.1,5 ---> U(40) = 60 V

Tensão total no ramo inferior : U = 60 + 60 ---> U = 120 V

Tensão do gerador é a mesma dos dois ramos de 80 em paralelo

Outro modo.

Os ramos superior e inferior estão em paralelo, logo submetidos à mesma tensão U. Assim, basta analisar a corrente no ramo limitado pelo fusível, ramo inferior.

Obs.: na última linha do desenho, em preto, a corrente citada é i1. Por lapso, esqueci de colocar o índice "1" nela.