Uma fonte de corrente constante de 4 A fornece energia para...

Tema Central da Questão: O problema proposto envolve a eletricidade, especificamente o cálculo da queda de tensão em um dispositivo quando se conhece a corrente e a energia fornecida. Este tipo de questão é relevante em concursos públicos que abordam circuitos elétricos, uma vez que compreende conceitos fundamentais como corrente, tensão e potência elétrica.

Resumo Teórico: Para resolver este tipo de questão, é essencial entender a relação entre corrente (I), tensão (V), e energia (E). A energia elétrica pode ser expressa pela fórmula:

E = P × t

onde P é a potência (em watts) e t é o tempo (em segundos). A potência elétrica também pode ser expressa como:

P = V × I

Substituindo esta fórmula na expressão de energia, obtemos:

E = V × I × t

Assim, podemos isolar a tensão (V) e calcular:

V = E / (I × t)

Justificativa da Alternativa Correta (D - 200 V):

De acordo com o enunciado, temos:

• Corrente (I) = 4 A
• Tempo (t) = 5 s
• Energia (E) = 4000 J (4 kJ)

Usando a fórmula V = E / (I × t), substituímos os valores:

V = 4000 J / (4 A × 5 s) = 4000 J / 20 As = 200 V

Portanto, a queda de tensão na lâmpada é de 200 V, sendo assim a alternativa correta é a (D).

Análise das Alternativas Incorretas:

• A - 50 V: Se houvesse um erro no cálculo da energia ou tempo, poderíamos chegar a esta alternativa incorretamente.
• B - 100 V: Esta alternativa seria uma distração, pois representa a metade do valor correto, mas não se alinha com os cálculos corretos.
• C - 150 V: Este valor não tem base nos dados fornecidos pelo problema, sendo apenas uma alternativa para confundir.
• E - 300 V: Esta opção é maior do que o valor real, representando um erro de cálculo possivelmente por multiplicação incorreta de fatores.

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Unidades de medidas do sistema internacional:

Energia = J (Joule)

Potência ativa W (Watt) ou J (Joule) / s (Segundo).

Tensão = V (Volts) ou J (Joule) / C (Coulomb).

Corrente elétrica A (Ampère) ou C (Coulomb) / s (Segundo).

1 kWh = 3600 kJ (Só a nível de conhecimento, não interfere no cálculo).

Vamos aos cálculos:

Potência em W = 4000 J (4kJ do enunciado) / 5s (Tempo que a fonte forneceu energia) = 800 W.

Como o exercício diz que é uma fonte ideal e não tem resistência nos cabos podemos partir para a aplicação da lei de Ohm.

V = Potência / Corrente

V = 800 (Potência calculada) / 4 (Corrente fornecida pela fonte) = 200V.

Portanto, concluímos que era fornecida à Lâmpada 200V.

Alternativa letra D