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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 77 do ENEM PPL 2014

1º dia · Ciências da Natureza · Física: Associação de resistores

Fusíveis são dispositivos de proteção de um circuito elétrico, sensíveis ao excesso de corrente elétrica. Os modelos mais simples consistem de um filamento metálico de baixo ponto de fusão, que se funde quando a corrente ultrapassa determinado valor, evitando que as demais partes do circuito sejam danificadas. A figura mostra um diagrama de um circuito em que o fusível F protege um resistor R de 12\ \Omega, uma lâmpada L de 6\ \text{W} e um alto-falante que conduz 1\ \text{A}.

Diagrama de um circuito elétrico composto por uma fonte de tensão contínua de 12 V ligada em série a um fusível F. Em seguida, há três ramos em paralelo conectados a essa linha e fechando o circuito em um condutor comum aterrado: o primeiro ramo contém um resistor R de 12 Ω; o segundo ramo contém uma lâmpada L de 6 W; o terceiro ramo contém um alto-falante pelo qual passa uma corrente de 1 A, indicada por uma seta para baixo.

Sabendo que esse fusível foi projetado para trabalhar com uma corrente até 20\% maior que a corrente nominal que atravessa esse circuito, qual é o valor, em ampères, da corrente máxima que o fusível F permite passar?

  1. A
    1,0
  2. B
    1,5
  3. C
    2,0
  4. D
    2,5
  5. E
    3,0
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Resolução comentada

Os três ramos estão em paralelo, todos submetidos à tensão da fonte, 12\ \text{V}. O fusível está em série com a fonte, então por ele passa a soma das correntes dos ramos (a corrente nominal do circuito).

  1. Resistor: i_R = \dfrac{U}{R} = \dfrac{12}{12} = 1\ \text{A}.

  2. Lâmpada: a potência é P = U\cdot i, então i_L = \dfrac{P}{U} = \dfrac{6}{12} = 0{,}5\ \text{A}.

  3. Alto-falante: a corrente já é dada, i_A = 1\ \text{A}.

  4. Corrente nominal total: i = 1 + 0{,}5 + 1 = 2{,}5\ \text{A}.

  5. O fusível suporta até 20\% a mais que esse valor:

i_{\text{máx}} = 1{,}2 \times 2{,}5 = 3{,}0\ \text{A}

Logo, a corrente máxima que o fusível permite passar é 3{,}0\ \text{A}.

Alternativa E.

Pegadinha: A alternativa D engana: 2,5 A é a corrente nominal do circuito, mas a pergunta pede a corrente máxima do fusível, 20% maior.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Aconsidera apenas a corrente de um ramo (resistor ou alto-falante), sem somar os ramos em paralelo.
  • Busa só a corrente da lâmpada (0,5 A) somada à de um outro ramo, esquecendo parte das correntes.
  • Csoma apenas resistor e alto-falante (2 A) e esquece a lâmpada e o acréscimo de 20%.
  • Dcalcula a corrente nominal (2,5 A), mas esquece de acrescentar os 20% de tolerância.

Assuntos: Associação de resistores, Potência elétrica e efeito Joule.

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Ver como caiu na prova Questão 77 no caderno Branco do ENEM PPL 2014