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Questão 87 (CFS 2) da EEAR 2018

CFS 2 · Física: Associação de resistores

– Em uma aula de laboratório o professor montou um circuito com 3 resistores ôhmicos \text{R}_1, \text{R}_2 e \text{R}_3 associados a uma fonte de alimentação ideal (\text{V}_\text{t}) conforme o circuito abaixo. E solicitou ao aluno que, usando um amperímetro ideal, medisse o valor da intensidade de corrente elétrica que flui através de \text{R}_2.

Circuito elétrico em série contendo uma fonte ideal de 12 V e três resistores: R1 = 10 ohms, R2 = 20 ohms e R3 = 30 ohms.

O aluno, porém fez a ligação do amperímetro (A) da maneira indicada na figura a seguir. Com base nisso, assinale a alternativa que representa o valor indicado, em ampères, no amperímetro.

Circuito elétrico idêntico ao anterior, mas com um amperímetro ideal conectado em paralelo aos terminais do resistor R2.

  1. A
    0,0
  2. B
    0,2
  3. C
    0,3
  4. D
    0,4
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Resolução comentada

Um amperímetro ideal tem resistência interna nula. Ligado em paralelo com \text{R}_2, ele funciona como um fio sem resistência: a corrente passa por ele e não por \text{R}_2. Dizemos que \text{R}_2 fica em curto-circuito.

Com isso, o circuito passa a ter só \text{R}_1 e \text{R}_3 em série com a fonte.

  1. Resistência equivalente: R_{eq} = R_1 + R_3 = 10 + 30 = 40\ \Omega
  2. Corrente total: i = \dfrac{V_t}{R_{eq}} = \dfrac{12}{40} = 0{,}3\ \text{A}

Toda essa corrente passa pelo amperímetro, pois ele é o caminho de resistência nula entre os terminais de \text{R}_2.

Verificação: a tensão sobre \text{R}_2 é a tensão sobre o amperímetro, V = R_{amp}\cdot i = 0. Logo, pela lei de Ohm, a corrente em \text{R}_2 é 0/20 = 0.

O amperímetro indica a corrente do ramo em que está, que é 0{,}3\ \text{A}. O valor 0{,}2\ \text{A} seria a corrente com os três resistores em série (12/60), que é a situação sem o erro do aluno.

Alternativa C.

Pegadinha: A alternativa A engana quem lembra que R2 fica sem corrente, mas o amperímetro mede a corrente que passa por ele, não a de R2; a B é a corrente do circuito original.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Aconfunde a corrente em R2, que é nula, com a leitura do amperímetro, que recebe toda a corrente do circuito.
  • Bé a corrente com os três resistores em série (12/60), ignorando que o amperímetro curto-circuita R2.
  • Dnão corresponde a nenhuma associação correta (por exemplo, 12/30); a resistência equivalente certa é 40 Ω.

Assunto: Associação de resistores.

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Fonte: EEAR 2018 · CFS 2. Prova oficial ↗