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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 105 do ENEM PPL 2022

2º dia · Ciências da Natureza · H6 · Física: Resistência elétrica e leis de Ohm

Um multímetro pode atuar como voltímetro (leitura em volt) ou como amperímetro (leitura em ampère), dependendo da função selecionada. A forma de conectar o multímetro ao circuito depende da grandeza física a ser medida. Uma lâmpada de lanterna, de resistência elétrica igual a 40\text{ }\Omega, brilha quando conectada a quatro pilhas em série, cada uma com 1{,}5\text{ V} de tensão elétrica. O multímetro 2 indica o valor 5{,}62, conforme a figura, e o multímetro 1 está conectado, porém desligado.

Fotografia de um circuito elétrico montado sobre uma superfície clara. Na parte inferior, há um suporte com quatro pilhas em série. Uma lâmpada de lanterna, que está acesa, fica no centro. O Multímetro 1 está conectado em série no circuito, com a tela apagada (desligado). O Multímetro 2 está conectado em paralelo aos terminais da lâmpada e exibe o número 5,62 no visor digital.

Ao se ligar o multímetro 1, a grandeza física e o seu valor correspondente indicados na tela são, respectivamente,

  1. A
    corrente elétrica e 0{,}14.
  2. B
    corrente elétrica e 0{,}15.
  3. C
    corrente elétrica e 0{,}29.
  4. D
    tensão elétrica e 0{,}14.
  5. E
    tensão elétrica e 225.
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Resolução comentada

O multímetro 1 está ligado em série com a lâmpada e as pilhas, então ele mede corrente elétrica (amperímetro). O multímetro 2, em paralelo com a lâmpada, mede tensão (voltímetro).

As quatro pilhas em série fornecem:

V_{total} = 4 \times 1{,}5 = 6{,}0\ \text{V}

O voltímetro indica 5{,}62\ \text{V} sobre a lâmpada. Como 5{,}62 < 6{,}0, há uma queda de tensão interna nas pilhas (resistência interna), e por isso a tensão nos terminais da lâmpada é menor que a soma das fem.

O que importa para a corrente é a tensão sobre a lâmpada e a resistência dela, pela lei de Ohm:

  1. U = R \cdot i
  2. i = \dfrac{U}{R} = \dfrac{5{,}62}{40}
  3. i \approx 0{,}14\ \text{A}

Se usássemos 6{,}0\ \text{V}, teríamos 0{,}15\ \text{A}, mas isso ignora a queda interna: a tensão realmente aplicada à lâmpada é a medida, 5{,}62\ \text{V}.

Portanto, a tela do multímetro 1 mostrará corrente elétrica, com valor 0{,}14 (em ampères).

Alternativa A.

Pegadinha: A alternativa B engana quem usa 6,0 V (4 × 1,5 V) e obtém 0,15 A, esquecendo que a tensão real na lâmpada é a do multímetro 2, 5,62 V.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Busa os 6,0 V das pilhas em vez dos 5,62 V medidos sobre a lâmpada, ignorando a queda de tensão interna.
  • Cvalor sem base no cálculo, como se dobrasse a corrente.
  • Do valor está certo, mas o multímetro em série mede corrente, não tensão.
  • Emultiplica 5,62 por 40 e ainda classifica a grandeza como tensão, o que é incorreto para ligação em série.

Assuntos: Resistência elétrica e leis de Ohm, Corrente elétrica.

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