PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 93 do ENEM 2020

2º dia · Ciências da Natureza · H5 · Física: Corrente elétrica

Uma pessoa percebe que a bateria de seu veículo fica descarregada após cinco dias sem uso. No início desse período, a bateria funcionava normalmente e estava com o total de sua carga nominal, de 60 Ah. Pensando na possibilidade de haver uma corrente de fuga, que se estabelece mesmo com os dispositivos elétricos do veículo desligados, ele associa um amperímetro digital ao circuito do veículo.

Qual dos esquemas indica a maneira com que o amperímetro deve ser ligado e a leitura por ele realizada?

  1. A
    Esquema com o circuito do veículo ligado aos dois terminais da bateria e um amperímetro ligado em paralelo à bateria, com leitura de 0,5 A.
  2. B
    Esquema com o amperímetro ligado em série entre o circuito do veículo e um dos terminais da bateria, com leitura de 0,5 A.
  3. C
    Esquema com o circuito do veículo ligado aos dois terminais da bateria e um amperímetro ligado em paralelo à bateria, com leitura de 2,5 A.
  4. D
    Esquema com o amperímetro ligado em série entre o circuito do veículo e um dos terminais da bateria, com leitura de 12 A.
  5. E
    Esquema com o amperímetro ligado em paralelo ao circuito do veículo, com leitura de 12 A.
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Resolução comentada

Para medir corrente, o amperímetro precisa ser ligado em série com o trecho cuja corrente se quer conhecer. Aqui, a corrente de fuga sai da bateria e passa pelo circuito do veículo, então o amperímetro deve ficar no caminho entre um terminal da bateria e o circuito. Em paralelo, ele (de resistência muito baixa) causaria curto-circuito. Isso elimina A, C e E.

Restam B e D, ambas em série. A diferença está na leitura, que se obtém pela carga e pelo tempo:

  1. A carga nominal é Q = 60\ \text{Ah}.
  2. A bateria descarrega por completo em 5 dias, ou seja, t = 5 \times 24 = 120\ \text{h}.
  3. A corrente média de fuga é:
i = \frac{Q}{t} = \frac{60\ \text{Ah}}{120\ \text{h}} = 0{,}5\ \text{A}

Uma leitura de 12\ \text{A} (alternativa D) descarregaria a bateria em apenas 60/12 = 5\ \text{h}, incompatível com os cinco dias.

Portanto, o esquema correto tem o amperímetro em série e leitura de 0{,}5\ \text{A}.

Alternativa B.

Pegadinha: A alternativa D engana por ter a ligação em série correta, mas a leitura de 12 A vem de dividir 60 Ah por 5 dias, sem converter dias em horas.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AAmperímetro em paralelo com a bateria (causaria curto-circuito); só a leitura de 0,5 A está certa.
  • CLigação em paralelo, errada, e a leitura de 2,5 A não corresponde a 60 Ah em 120 h.
  • DLigação em série correta, mas 12 A descarregaria a bateria em 5 horas, não em 5 dias (confunde 60 Ah/5).
  • EAmperímetro em paralelo com o circuito, o que é incorreto, e leitura de 12 A, que também está errada.

Assunto: Corrente elétrica.

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