Geradores elétricos e Lei de Pouillet

(MACKENZIE)– No circuito representado abaixo, a bateria é ideal e a intensidade de corrente i₁ é igual a 1,5A.

O valor da força eletromotriz E da bateria é:
a) 50V                   b) 40V                     c) 30V                d) 20V                        e) 10V
Resolução:

Inicialmente você deve observar o esquema e verificar se não há nenhum curto-circuto. Neste caso percebe-se que os resistores de 5 Ω e 8 Ω foram colocados em "curto" pelo condutor que liga suas extremidades. Quando isso acontece, os terminais do resistor apresentam o mesmo potencial elétrico. Dessa forma não há passagem de corrente elétrica por nenhum desses dois resistores. Então o circuito pode ser representado da seguinte forma:

Como a corrente elétrica que passa pelo resistor de 12 Ω é conhecida, podemos determinar a tensão neste resistor:

                                         U₁ =   R₁. i₁ = 12x1,5 = 18V
Os  resistores de 12 Ω e 4 Ω estão associados em paralelo, portanto possuem a mesma tensão (18V).
Assim é possível determinar a intensidade de corrente i₂ :
                                         U₂ =   R₂. i₂ 
                                         18 = 4. i₂
                                           i₂ =18/4 
                                           i₂ = 4,5 A
Pela 1ª Lei de Kirchhoff (lei dos nós) sabemos que a soma das intensidades de corrente que chegam a um nó é sempre igual à soma das intensidades de corrente que saem dele. Portanto:
                                        i =   i₁   +   i₂
                                        i = 1,5 + 4,5
                                        i = 6,0 A 
A resistência equivalente entre os resistores de 4Ω e 12Ω pode ser determinada pela razão entre o produto e a soma dos mesmos:

 

Agora o circuito pode ser reescrito como:

 

 Aplicando a Lei de Pouillet, é possível determinar a força eletromotriz do gerador: