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4) Um técnico está projetando um circuito de polarização para um transistor, que requer um controle preciso de tensões e correntes. O circuito pode...

4)

Um técnico está projetando um circuito de polarização para um transistor, que requer um controle preciso de tensões e correntes. O circuito pode ser simplificado para análise como uma única malha contendo dois geradores reais (fontes de tensão com resistência interna) e dois resistores de carga. O primeiro gerador tem uma força eletromotriz (f.e.m.) de 12 V e uma resistência interna de 1 Ω. O segundo gerador, conectado em oposição ao primeiro (ou seja, com a polaridade invertida), tem uma f.e.m. de 3 V e uma resistência interna de 0,5 Ω. Os resistores de carga no circuito são de 5 Ω e 8,5 Ω. A análise correta deste circuito, utilizando a Lei das Malhas de Kirchhoff, é essencial para garantir que a corrente resultante esteja dentro das especificações de operação do transistor.

Aplicando a Lei das Malhas de Kirchhoff ao circuito descrito, determine a corrente elétrica que percorre a malha e a tensão (diferença de potencial) nos terminais do gerador de 3 V.

Alternativas:

  • a)
  • 0,6 A; 3,3 V
  • b)
  • 0,6 A; 2,7 V
  • c)
  • 1,0 A; 2,5 V
  • d)
  • 1,0 A; 3,5 V
  • e)
  • 1,5 A; 3,75 V


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Emerson Ricas

há 4 dias

Respostas

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há 4 dias

Para resolver o problema, vamos aplicar a Lei das Malhas de Kirchhoff (LMK) ao circuito descrito. 1. Identificação dos componentes: - Gerador 1: f.e.m. = 12 V, resistência interna = 1 Ω - Gerador 2: f.e.m. = 3 V (conectado em oposição), resistência interna = 0,5 Ω - Resistor de carga 1: 5 Ω - Resistor de carga 2: 8,5 Ω 2. Montagem da equação da malha: Vamos considerar a corrente \( I \) que percorre a malha. A LMK nos diz que a soma das tensões em uma malha fechada é igual a zero. Portanto, temos: \[ 12 V - I \cdot 1 \Omega - I \cdot 5 \Omega - 3 V + I \cdot 0,5 \Omega - I \cdot 8,5 \Omega = 0 \] 3. Simplificação da equação: Agrupando os termos, temos: \[ 12 V - 3 V - I(1 + 5 + 0,5 + 8,5) = 0 \] \[ 9 V - I(15) = 0 \] 4. Resolvendo para \( I \): \[ I = \frac{9 V}{15 \Omega} = 0,6 A \] 5. Cálculo da tensão nos terminais do gerador de 3 V: A tensão nos terminais do gerador de 3 V pode ser calculada considerando a corrente que passa por sua resistência interna: \[ V = 3 V - I \cdot 0,5 \Omega = 3 V - 0,6 A \cdot 0,5 \Omega = 3 V - 0,3 V = 2,7 V \] Portanto, a corrente elétrica que percorre a malha é 0,6 A e a tensão nos terminais do gerador de 3 V é 2,7 V. A alternativa correta é b) 0,6 A; 2,7 V.

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