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Três lâmpadas idênticas foram ligadas no circuito esquematizado. A…

Gabarito: A

O circuito apresentado consiste em três lâmpadas idênticas ligadas em paralelo sob uma tensão VV. Como as lâmpadas são idênticas, cada uma possui a mesma resistência elétrica RR. De acordo com a Primeira Lei de Ohm, a corrente elétrica ii em cada ramo individual de lâmpada é a mesma, dada por:

Enunciado

Três lâmpadas idênticas foram ligadas no circuito esquematizado. A bateria apresenta resistência interna desprezível, e os fios possuem resistência nula. Um técnico fez uma análise do circuito para prever a corrente elétrica nos pontos: A, B, C, D e E; e rotulou essas correntes de IA,IB,IC,IDI_A , I_B , I_C , I_D e IEI_E , respectivamente. O técnico concluiu que as correntes que apresentam o mesmo valor são

Imagem 1 do enunciado — Física ENEM 2016

Alternativas

  • A)

    IA=IEI_A = I_E e IC=IDI_C = I_D .

    Resposta correta
  • B)

    IA=IB=IEI_A = I_B = I_E e IC=IDI_C = I_D .

  • C)

    IA=IBI_A = I_B , apenas.

  • D)

    IA=IB=IEI_A = I_B = I_E , apenas.

  • E)

    IC=IBI_C = I_B , apenas.

Resolução comentada

GABARITO: A

O circuito apresentado consiste em três lâmpadas idênticas ligadas em paralelo sob uma tensão VV. Como as lâmpadas são idênticas, cada uma possui a mesma resistência elétrica RR. De acordo com a Primeira Lei de Ohm, a corrente elétrica ii em cada ramo individual de lâmpada é a mesma, dada por:

i=VRi = \frac{V}{R}

Analisando os pontos de medição no circuito com base na Lei dos Nós (Primeira Lei de Kirchhoff):

  1. O ponto AA está no condutor principal antes da divisão da corrente, logo IAI_A é a corrente total: IA=iL1+iL2+iL3=3iI_A = i_{L1} + i_{L2} + i_{L3} = 3i.
  2. O ponto EE está no condutor de retorno após a junção de todos os ramos, logo IEI_E também é a corrente total: IE=3iI_E = 3i. Portanto, IA=IEI_A = I_E.
  3. Os pontos CC e DD estão localizados nos ramos específicos das lâmpadas L1L_1 e L2L_2, respectivamente. Sendo as lâmpadas idênticas em paralelo, IC=iI_C = i e ID=iI_D = i. Portanto, IC=IDI_C = I_D.
  4. O ponto BB está no trecho que alimenta apenas L1L_1 e L2L_2, após o desvio para L3L_3. Logo, IB=i+i=2iI_B = i + i = 2i, que é diferente de todos os outros valores.

Análise das alternativas:

  • Correta. Como demonstrado, as correntes totais de entrada e saída são iguais (IA=IEI_A = I_E) e as correntes nos ramos de lâmpadas idênticas em paralelo são iguais (IC=IDI_C = I_D).
  • Incorreta. O aluno ignora a bifurcação que ocorre entre os pontos A e B, calculando erroneamente IB=IA=3iI_B = I_A = 3 \cdot i em vez de IB=2iI_B = 2 \cdot i.
  • Incorreta. O aluno interpreta o trecho entre A e B como um condutor sem derivação, resultando na igualdade inexistente IA=IBI_A = I_B, ou seja, 3i=2i3i = 2i, além de ignorar a igualdade óbvia entre os ramos paralelos C e D.
  • Incorreta. O aluno desconsidera que o ponto B está após um nó de divisão de corrente, igualando todas as correntes de linha IA=IB=IEI_A = I_B = I_E, o que implica na operação errada 3i=2i=3i3i = 2i = 3i.
  • Incorreta. O aluno confunde a corrente de um único ramo individual com a corrente que alimenta dois ramos, obtendo IC=IBI_C = I_B, o que numericamente geraria i=2ii = 2i.

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