Questão 2
UNICAMP 2003
(UNICAMP - 2003 - 1a fase)
A invenção da lâmpada incandescente no final do Séc. XIX representou uma evolução significativa na qualidade de vida das pessoas. As lâmpadas incandescentes atuais consistem de um filamento muito fino de tungstênio dentro de um bulbo de vidro preenchido por um gás nobre. O filamento é aquecido pela passagem de corrente elétrica, e o gráfico abaixo apresenta a resistividade do filamento como função de sua temperatura. A relação entre a resistência e a resistividade é dada por , onde R é a resistência do filamento, L seu comprimento, A a área de sua seção reta e
sua resistividade.
a) Caso o filamento seja aquecido desde a temperatura ambiente até 2000 o C, sua resistência aumentará ou diminuirá? Qual a razão, R2000/ R20, entre as resistências do filamento a 2000 o C e a 20 o C? Despreze efeitos de dilatação térmica.
b) Qual a resistência que uma lâmpada acesa (potência efetiva de 60 W) apresenta quando alimentada por uma tensão efetiva de 120V?
c) Qual a temperatura do filamento no item anterior, se o mesmo apresenta um comprimento de 50 cm e um diâmetro de 0,05 mm? Use a aproximação .
Gabarito:
Resolução:
a) A resistência aumentará, pois a resistividade é função crescente da temperatura e a resistência é proporcional à resistividade, mantendo-se o comprimento L e a área A constantes.
Assim, a equação da reta é:
A razão solicitada:
b) A potência:
c)