Questão 49 do ENEM PPL 2012

1º dia · Ciências da Natureza

Um eletricista precisa medir a resistência elétrica de uma lâmpada. Ele dispõe de uma pilha, de uma lâmpada (L), de alguns fios e de dois aparelhos: um voltímetro (V), para medir a diferença de potencial entre dois pontos, e um amperímetro (A), para medir a corrente elétrica.

O circuito elétrico montado pelo eletricista para medir essa resistência é

  1. A
    Circuito com pilha ligada em paralelo a três ramos independentes contendo a lâmpada L, o amperímetro A e o voltímetro V.
  2. B
    Circuito em série fechado composto pela pilha, o voltímetro V, o amperímetro A e a lâmpada L conectados sequencialmente em uma única malha.
  3. C
    Circuito em paralelo no qual a lâmpada L e o amperímetro A estão em série no ramo central, o voltímetro V está em um ramo paralelo inferior, e a pilha está no ramo superior alimentando ambos.
  4. D
    Circuito com a lâmpada L e o voltímetro V conectados em série no ramo intermediário, o amperímetro A em um ramo paralelo inferior, e a pilha no ramo superior.
  5. E
    Circuito com o voltímetro V em série com um dos polos da pilha, conectado a dois ramos paralelos contendo a lâmpada L e o amperímetro A.
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Resolução comentada

Para achar a resistência da lâmpada, usamos a 1ª lei de Ohm: R = \dfrac{U}{i}. Precisamos, então, da tensão U sobre a lâmpada e da corrente i que passa por ela.\n\nComo cada aparelho deve ser ligado:\n\n1. O amperímetro mede a corrente do trecho onde está. Ele tem resistência muito pequena e deve ficar em série com a lâmpada, para ser atravessado pela mesma corrente.\n2. O voltímetro mede a diferença de potencial entre dois pontos. Ele tem resistência muito grande e deve ficar em paralelo com a lâmpada, para receber a mesma tensão sem desviar corrente.\n\nProcurando essa montagem nas alternativas:\n\n- (A): o amperímetro fica em paralelo com a pilha, o que dá curto-circuito.\n- (B): tudo em série. O voltímetro, de resistência enorme, quase anula a corrente, e o amperímetro não mede a corrente real.\n- (C): L e A estão em série no mesmo ramo, e o V está em paralelo com esse conjunto, ligado à pilha. A corrente de L passa por A, e V mede a tensão em L mais A. Como a resistência de A é desprezível, isso é praticamente a tensão sobre L.\n- (D): o voltímetro está em série com a lâmpada e o amperímetro em paralelo com a pilha, o que é errado nos dois casos.\n- (E): o voltímetro está em série com a pilha e o amperímetro em paralelo com a lâmpada, o que também é errado.\n\nPortanto, só a montagem (C) tem A em série e V em paralelo com a lâmpada.\n\nAlternativa C.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ATodos os elementos em paralelo com a pilha: o amperímetro, de resistência quase nula, causa curto-circuito e não mede a corrente da lâmpada.
  • BTudo em série: o voltímetro tem resistência enorme e praticamente anula a corrente, além de não medir a tensão sobre a lâmpada.
  • DVoltímetro em série com a lâmpada e amperímetro em paralelo com a pilha: as ligações dos dois aparelhos estão trocadas.
  • EVoltímetro em série com a pilha e amperímetro em paralelo com a lâmpada: ambos ligados de forma errada.

Assuntos: circuitos elétricos, amperímetro e voltímetro, primeira lei de Ohm.

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