Uma lâmpada comutada: dissipação de energia em uma lâmpada
1 · Prever
Uma bateria 9 V acende uma lâmpada através de um interruptor fechado. Se você trocar por uma lâmpada com resistência mais baixa, ela brilhará mais ou menos?
- Uma lâmpada de menor resistência brilha mais fraca.
- Uma lâmpada de resistência mais baixa consome mais corrente e dissipa mais energia – ela brilha mais forte.
- O brilho não depende da resistência da lâmpada.
2 · Preparar
- Abra a predefinição de lâmpada comutada e pressione Redefinir. A chave começa fechada, então a bateria 9 V acende a lâmpada.
- Ative a leitura de energia na lâmpada.
- Defina a resistência da lâmpada para cada tentativa e registre a potência dissipada.
3 · Coletar Dados
| Resistência da lâmpada R (Ω) | Atual eu (A) | Potência dissipada P (W) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 150.00 |
Plote a potência P (eixo y) em função de 1/R (eixo x) para os seus três testes.
4 · Analisar
- Para um teste, calcule I = E/R usando E = 9 V, depois P = I²R (ou equivalentemente E²/R). Compare com a tabela.
- Explique por que uma lâmpada de resistência mais baixa, que consome mais corrente na mesma voltagem, acaba dissipando mais energia – o brilho de uma lâmpada real aumenta com a potência.
5 · Aprofundar
- Uma lâmpada '100 W' em 120 V consome cerca de 0.83 A e tem uma resistência de cerca de 144 Ω quando quente. Usando P = E²/R, explique por que uma lâmpada de “potência mais alta” classificada para a mesma tensão deve ter resistência MENOR, e não maior.
- Os filamentos incandescentes geralmente falham quando ligados, quando estão frios e sua resistência é mais baixa. Usando sua relação de poder, explique por que o pico de corrente (e de energia) é mais alto naquele momento.
A física por trás deste experimento
Energia Elétrica (de I e R)
A potência dissipada como calor e luz em uma carga resistiva é P = I²R. Com tensão fixa, uma carga de menor resistência consome mais corrente, e a potência cresce ainda mais rápido, pois depende do quadrado da corrente.