Um detector de mentiras consiste em um circuito elétrico simples do…

Um detector de mentiras consiste em um circuito elétrico simples do qual faz parte o corpo humano. A inserção do corpo humano no circuito se dá do dedo indicador da mão direita até o dedo indicador da mão esquerda. Dessa forma, certa corrente elétrica pode passar por uma parte do corpo. Um medidor sensível (amperímetro) revela um fluxo de corrente quando uma tensão é aplicada no circuito. No entanto, a pessoa que se submete ao detector não sente a passagem da corrente. Se a pessoa mente, há uma ligeira alteração na condutividade de seu corpo, o que altera a intensidade da corrente detectada pelo medidor. No dimensionamento do detector de mentiras, devem ser levados em conta os parâmetros: a resistência elétrica dos fios de ligação, a tensão aplicada no circuito e a resistência elétrica do medidor. Para que o detector funcione adequadamente como indicado no texto, quais devem ser as características desses parâmetros?

GABARITO: E

O detector de mentiras funciona como um circuito série que inclui uma fonte de tensão, fios de ligação, um amperímetro e o corpo humano (cuja resistência varia de acordo com o estado emocional). A análise dos parâmetros baseia-se na Primeira Lei de Ohm e nos requisitos de segurança e precisão do dispositivo:

1. Resistência dos fios de ligação: Deve ser pequena para minimizar a queda de potencial fora do elemento de interesse (o corpo) e reduzir a dissipação de energia desnecessária, garantindo que o medidor responda efetivamente às variações de $R_{corpo}$.
2. Tensão aplicada: Deve ser pequena para garantir que a corrente elétrica circulante permaneça abaixo do limiar de percepção sensorial do ser humano (geralmente em torno de $1\text{ mA}$), cumprindo a condição de que a pessoa não sinta a passagem da corrente.
3. Resistência interna do medidor: Um amperímetro ideal possui resistência interna desprezível. Isso é fundamental para que o medidor não altere significativamente a resistência total do circuito, permitindo que qualquer variação na corrente medida seja um reflexo direto da alteração na condutividade (resistência) do corpo.

Análise das alternativas:

• Incorreta. O aluno inverte a lógica de sensibilidade do instrumento e da segurança fisiológica. Por exemplo: o aluno calcula a sensibilidade como sendo diretamente proporcional à resistência interna $S \propto R_{medidor}$ em vez de buscar uma resistência mínima, o que resultaria em um medidor que 'abafa' as variações do corpo, obtendo a opção A.
• Incorreta. O aluno equivoca-se sobre a função dos fios e do medidor. Por exemplo: o aluno calcula que a resistência total deve ser maximizada para 'estabilizar' o circuito, usando $R_{fios} = 10^6 \, \Omega$ em vez de valores baixos, o que impediria o fluxo de corrente mensurável, obtendo a opção B.
• Incorreta. O aluno desconsidera a segurança do usuário ao escolher alta tensão e falha no dimensionamento dos condutores. Por exemplo: o aluno calcula a tensão necessária para superar a resistência dos fios como $V = 220\text{ V}$ em vez de uma tensão baixa de segurança, o que causaria choques elétricos perigosos, obtendo a opção C.
• Incorreta. O aluno ignora a restrição de que a pessoa não deve sentir a corrente. Por exemplo: o aluno utiliza um valor de corrente de $10\text{ mA}$ (limiar de dor) em vez de $0,1\text{ mA}$ para o cálculo da tensão, concluindo equivocadamente pela necessidade de 'alta tensão' na alternativa D.
• Correta. Pequena resistência nos fios e no medidor (desprezível) maximiza a sensibilidade do sistema às variações da resistência corporal. A pequena tensão garante que a corrente seja imperceptível, conforme exigido pelo enunciado.