Fusível é um dispositivo de proteção contra sobrecorrente em circuitos. Quando a corrente que passa por esse componente elétrico é 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.
Qual é o máximo valor da tensão U para que o fusível não queime?
Esse problema avalia a análise de circuitos elétricos com resistores em série e em paralelo, aplicando a Lei de Ohm (\ (V = R \cdot I\)) para determinar a corrente no fusível.
Observando o circuito, identifica-se que há dois ramos em paralelo conectados à fonte de tensão U:
Ramo 1 (contém o fusível): os resistores de 60 Ω, 120 Ω e 60 Ω estão em série com o fusível, resultando em resistência equivalente:
R_1 = 60 + 120 + 60 = 240\,\Omega
Ramo 2: os resistores de 60 Ω, 30 Ω e 40 Ω estão em série:
R_2 = 60 + 30 + 40 = 130\,\Omega
Como os dois ramos estão em paralelo, a tensão U da fonte aparece integralmente nos dois ramos. A corrente que passa pelo fusível é, portanto:
I_{\text{fusível}} = \frac{U}{R_1} = \frac{U}{240}
Para que o fusível não queime, essa corrente deve ser no máximo 500 mA = 0,5 A:
\frac{U}{240} \leq 0{,}5 \implies U \leq 120\,\text{V}
Portanto, a tensão máxima é 120 V. Para valores maiores (como 185 V), a corrente no ramo do fusível ultrapassaria 500 mA e ele queimaria.
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