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valor máximo de tensão U

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Resolvido valor máximo de tensão U

Mensagem por folettinhomed Dom 21 Jul 2019, 17:38

Fusível é um dispositivo de proteção contra sobre corrente em circuitos. Quando a corrente que passa por esse componente elétrico e 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.
valor máximo de tensão U 00662510
Qual é o máximo valor da tensão U para que o fusível não queime?
a)20 v
b)40 v
c)60 v
d)120 v
e)185 v

R= 120 v

Como monto esse circuito de uma forma mais organizada e simples? Obrigado!


Última edição por folettinhomed em Dom 21 Jul 2019, 20:42, editado 1 vez(es)
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Resolvido Re: valor máximo de tensão U

Mensagem por Francisco+1 Dom 21 Jul 2019, 18:25

Enem 2017
Bom inicialmente vamos retirar o fusível, mas antes vamos usar da informação (corrente máxima), a corrente que passa nele é a mesma do resistor de 120, que também é a metade do de 60. Bom depois que descobre a corrente do de 60 (que é 1A), podemos excluir o fusível e resolver a malha normalmente. Para isto basta assinalar pontos e em seguida analisar onde há ligação em série e em pararelo, não tem segredo.

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Resolvido Re: valor máximo de tensão U

Mensagem por Elcioschin Dom 21 Jul 2019, 18:44

Sejam A o nó esquerdo, B o nó direito, C  o nó superior e D o inferior
No ramo superior: 60 // 30 ---> R(CD)= 20 --> R(AB) = 60 + 20 ---> R(AB) = 80 Ω
No ramo inferior: 120 // 60 --> R(DB) = 40 --> R(AD) = 40 --> R(AB) = 80 Ω
No ramo inferior U(AD) = U(DB) = U/2

i(120) = U(AD=120)/R(AD=120) ---> 0,5 = (U/2)/120 ---> U = 120 V


Última edição por Elcioschin em Dom 25 Out 2020, 11:10, editado 1 vez(es)
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Resolvido Re: valor máximo de tensão U

Mensagem por Ceruko Dom 25 Out 2020, 10:06

Elcioschin escreveu:No ramo inferior U(AD) = U(DC) = U/2
@Elcioschin , como existe uma ddp entre os nós DC? Eles não estão separados?
 

Ademais, vi algumas resoluções que separavam o caminho ADB e o ACB, fazendo a resolução somente pelo caminho ADB. Como isso é possível?
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Resolvido Re: valor máximo de tensão U

Mensagem por Elcioschin Dom 25 Out 2020, 11:09

Na minha solução eu tinha digitado errado Uad = Udc. O correto é Uad = Udb

Eu não afirmei que existe ddp entre C e D, mas existe sim, e dá para calcular (no final).

O que eu afirmei foi que

120 // 60 ---> Rad = 40 Ω
Rdc = 40 Ω

A corrente que passa em Rad é a mesma que passa em Rdc --->

Uad = Rad.i ---> Uad = 40.i
Udb = Rdb.i ---> Udb = 40.i ---> Uad = Udb

Resolvendo apenas usando o ramo inferior ADB, como vc disse:

A ddp no resistor de 120 Ω vale U(120) = 120.0,5 = 60 V
A ddp no resistor de 60 Ω  é a mesma do de 120, pois estão em paralelo: 60 V

Temos então Rad = 40 Ω e Uad = 60 V
Como Rdb = 40 Ω e é percorrido pela mesma corrente: Udb = 60 V

Uab = Uad + Udb ---> Uab = 60 + 60 ---> Uab = 120 ---> tensão máx. do gerador

Vamos provar que Uc ≠ Ud, aproveitando minha solução original que é mais completa.

Para facilitar as contas vamos supor que o polo negativo do gerador está aterrado. Isto implica Ub = 0 e Ua = 120 V

Corrente no ramo superior i(acb) = U/R(acb) = 120/80 = 1,5 A
Corrente no ramo inferior i(adb) = U/R(adb) = 120/80 = 1,5 A

Uac = Rac.i(acb) ---> Ua - Uc = 60.1,5 ---> 120 - Uc = 90 ---> Uc = 30 V

Uad = R(ad).i(adb) ---> Ua - Ud = 40.1,5 ---> 120 - Ud = 60 ---> Ud = 60 V

Logo Uc ≠ Ud ---> Ud - Uc = 60 - 30 ---> Udc = 30 V

Logo, existe ddp entre D e C. Só não existe corrente porque não existe nenhum resistor entre os dois pontos. Se houvesse, iria circular uma corrente de D para C

Mas você convive diariamente com isto na sua casa: Imagine uma tomada na parede, sem nada ligado. Entre os dois polos dela (separados) existe uma ddp (127 ou 220 V) e não existe nenhuma corrente entre os polos. Se você ligar nela uma lâmpada, vai passar corrente e acender a lâmpada.
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Resolvido Re: valor máximo de tensão U

Mensagem por Ceruko Dom 25 Out 2020, 11:44

Que interessante a abordagem da ddp sem a necessidade da corrente! Obrigado pela explicação, Mestre!
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Resolvido Re: valor máximo de tensão U

Mensagem por Elcioschin Dom 25 Out 2020, 12:05

Comparando com a mecânica:

Imagine uma caixa d'água no alto de uma casa.
Entre o nível superior da água na caixa e o nível de um ponto de consumo (a torneira da uma pia, por exemplo) existe um desnível.

A este desnível damos o nome de "diferença de potencial gravitacional".
Equivale à "diferença de potencial elétrico" ou "tensão elétrica" na eletricidade (ddp)

Com a torneira fechada não existe vazão de água (m³/s) pela torneira.
Na eletricidade, com o interruptor aberto, não existe corrente elétrica (C/s)

Abrindo a torneira e fechando o interruptor vai sair água e vai circular corrente.
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Resolvido Re: valor máximo de tensão U

Mensagem por Ceruko Dom 25 Out 2020, 14:43

Carambaaaa, que analogia incrível. Realmente a física é linda!
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Resolvido Re: valor máximo de tensão U

Mensagem por Elcioschin Dom 25 Out 2020, 15:32

Não é somante analogia.
Quando eu estava na faculdade eu tive uma matéria a respeito desta assunto.
Existe uma correlação matemática perfeita, entre os equipamentos e unidades mecânicas e elétricas, por exemplo:

Tensão elétrica (volt)= desnível (m)
Corrente elétrica (C/s) = vazão de um fluido (m³/s)
Fio condutor = tubulação
Resistência elétrica = atrito
Capacitor = mola (ambos armazenam energia: C.U²/2 e k.x²/2)
Solenóide = válvula de controle de vazão em tubulações
Gerador elétrico ---> Bomba hidráulica

E tem muito mais: aprendemos a transformar, através de desenhos, uma máquina mecânica com seus componentes em um circuito elétrico matematicamente correspondente.

Em seguida o professor simulou um defeito mecânico na máquina (por exemplo vibração excessiva), e nós montamos todas as equações do circuito (correntes, ddps, etc), usando Kirchhoff, por exemplo.

Detetamos um valor esquisito nos resultados elétricos calculados, o qual correspondia ao defeito mecânico.
Ai foi fácil, o defeito elétrico era uma ressonância elétrica entre os resistores, capacitores e indutores do circuito.
Com os nossos conhecimentos de eletricidade resolvemos o problema da ressonância, alterando valores de resistores ou de capacitores ou de indutores.

Bastou então transformar as nossas alterações elétricas no desenho da máquina.
Qual não foi nossa surpresa ao descobrirmos que bastava acrescentar uma determinada massa numa determinada parte giratória da máquina!

Depois, na minha vida profissional na indústria, cansei de ver isto sendo feito em máquinas, na Oficina Mecânica da minha empresa.

Todo proprietário de carro tem que fazer isto periodicamente.
Devido a buracos ou mesmo objetos na pista, as rodas dos carros ficam desbalanceadas, causando vibração no veículo.
Ele deve levar o carro numa oficina de balanceamento, o mecânico determina as massa a serem colocadas nas rodas e o local correto. Depois ele coloca uns pedacinhos de chumbo entre a roda e o pneu e está feito o balanceamento.
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Resolvido Re: valor máximo de tensão U

Mensagem por Ceruko Seg 26 Out 2020, 10:06

Uma verdadeira aula! Obrigado por compartilhar todo esse conhecimento! Agora vejo essa relação muito mais claramente. Me admira o fato de o senhor lembrar dos detalhes dos exercícios os quais fazia, realmente impressionante! Acredito que tenha gostado demais de fazer a faculdade de física ( julgo que seja física).
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Resolvido Re: valor máximo de tensão U

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