Considerando que o circuito elétrico ilustrado abaixo permaneceu ligado por 3 horas, calcule o consumo elétrico deste circuito e o custo por manter este circuito em funcionamento, para isto considere o preço do kWh = R$ 0,36.
Para o circuito elétrico da questão, após o funcionamento por 3h, ele terá consumido um total de 1,65kWh com um custo de R$ 0,60.
Associação de Resistores
Resistores podem ser associados de duas formas: em série e em paralelo.
Associação em série
Nesse tipo de associação, a corrente que passa por um resistor é a mesma que passa pelo resistor seguinte. Não ocorre divisão da corrente. A resistência equivalente é dada por:
[tex]R_{eq}=R_1+R_2+...+R_N[/tex]
Associação em paralelo
Nesse tipo de associação, a corrente é dividida entre os vários resistores da associação. A resistência equivalente é dada por:
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t= 3 horas
tensão U = 220 V
preço do kWh = R$ 0,36
Req= R1 // (R3+R2) + R5 + R4
Req= R3+R2
Req= 55Ω
R1 // (R3+R2)
Req= 17,1875Ω
Reqt= Req + R5+R4
Reqt= 87,1875 Ω
P= U²/Reqt
P= 555,125448 W
E= P*t/1000
E= 1,665376344 kWh
C= E*0,36
C= 0,599535483
C= R$ 0,6
Para o circuito elétrico da questão, após o funcionamento por 3h, ele terá consumido um total de 1,65kWh com um custo de R$ 0,60.
Associação de Resistores
Resistores podem ser associados de duas formas: em série e em paralelo.
Nesse tipo de associação, a corrente que passa por um resistor é a mesma que passa pelo resistor seguinte. Não ocorre divisão da corrente. A resistência equivalente é dada por:
[tex]R_{eq}=R_1+R_2+...+R_N[/tex]
Nesse tipo de associação, a corrente é dividida entre os vários resistores da associação. A resistência equivalente é dada por:
[tex]\frac{1}{R_{eq}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+...+\frac{1}{R_N}[/tex]
No circuito, a primeira associação identificada é entre R2 e R3: associação em série. Dessa forma, tem-se a resistência equivalente Ra:
[tex]R_a=R_2+R3=15+40=55 \Omega[/tex]
A segunda associação é entre R1 e Ra: uma associação em paralelo. Pode-se calcular Rb (a resistência equivalente dessa associação) da seguinte forma:
[tex]R_b=R_1\cdot R_a/(R_1 + R_a)\\\\R_b=25\cdot55/(25+55)=17.1875\Omega[/tex]
Por fim, tem-se uma associação em série de Rb, R5 e R4. Dessa forma, a resistência equivalente final é:
[tex]R_{eq} = R_b+R_4+R_5\\\\R_{eq} = 17.1875+40+30=87.1875\Omega[/tex]
Sabendo-se a resistência equivalente do circuito, pode-se calcular a potência dissipada por ele da seguinte forma:
[tex]P=V^2/R\\\\P=220^2/87.1875=0.55\text{kW}[/tex]
Como o circuito permaneceu ligado por 3h, temos que o consumo de energia foi de: 3h x 0,55 = 1,65kWh.
Já o custo relacionado a esse consumo é de: 1,65kWh x 0,36R$/kWh = R$ 0,60.
Você pode aprender mais sobre associação de resistores em:
- https://brainly.com.br/tarefa/2430945
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