PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 126 do ENEM 2021

2º dia · Ciências da Natureza · H5 · Física: Associação de resistores

Um garoto precisa montar um circuito que acenda três lâmpadas de cores diferentes, uma de cada vez. Ele dispõe das lâmpadas, de fios, uma bateria e dois interruptores, como ilustrado, junto com seu símbolo de três pontos. Quando esse interruptor fecha AB, abre BC e vice-versa.

Esquema com a representação de uma bateria, três lâmpadas rotuladas como VERDE, VERMELHA e AZUL, e a ilustração de um interruptor mecânico de três pontos (terminais A, B e C) ao lado do seu símbolo elétrico correspondente.

O garoto fez cinco circuitos elétricos usando os dois interruptores, mas apenas um satisfaz a sua necessidade.

Esse circuito é representado por

  1. A
    Circuito elétrico no qual o polo negativo da bateria se conecta ao terminal B do primeiro interruptor, o terminal C do primeiro interruptor se conecta ao terminal A do segundo interruptor, e o terminal B do segundo interruptor conecta-se à lâmpada azul; a lâmpada verde conecta-se ao terminal A do primeiro interruptor e a vermelha ao terminal A do segundo interruptor.
  2. B

    Circuito elétrico mostrando bateria e lâmpadas verde, vermelha e azul ligadas aos terminais A e B de dois interruptores, com o terminal B esquerdo ligado à bateria e o terminal B direito ligado à lâmpada azul.

    Conexão inferior entre os dois terminais C dos interruptores da alternativa B por meio de um fio condutor.

  3. C
    Circuito elétrico no qual o polo da bateria conecta-se aos terminais B de ambos os interruptores e à lâmpada azul por uma linha contínua, com a lâmpada verde ligada ao terminal A esquerdo e a lâmpada vermelha ao terminal A direito.
  4. D
    Circuito elétrico no qual o terminal B do interruptor esquerdo liga-se à bateria, o terminal C esquerdo conecta-se ao terminal B do interruptor direito, e o terminal C direito conecta-se à lâmpada azul; as lâmpadas verde e vermelha conectam-se aos respectivos terminais A.
  5. E
    Circuito elétrico no qual os terminais A de ambos os interruptores estão interligados entre si e conectados às lâmpadas verde e vermelha, e a bateria conecta-se aos terminais B e à lâmpada azul.
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Resolução comentada

Cada interruptor tem um terminal comum B, que fica ligado a A ou a C (nunca aos dois). Queremos três estados, com uma lâmpada acesa de cada vez. Os interruptores são independentes, então os estados são combinações das posições (AB ou BC) de cada um.

Analisando a alternativa D, a que funciona. A bateria liga-se a B1. A lâmpada verde está em A1; a ponta C1 vai para B2; a lâmpada vermelha está em A2; a ponta C2 vai para a lâmpada azul. Todas as lâmpadas têm o outro terminal ligado ao polo positivo.

  1. Interruptor 1 em AB: a corrente vai de B1 a A1 e acende só a verde. O restante fica sem corrente, pois C1 está desligado de B1.
  2. Interruptor 1 em BC e interruptor 2 em AB: a corrente vai de B1 a C1, depois a B2 e a A2, e acende só a vermelha.
  3. Interruptor 1 em BC e interruptor 2 em BC: a corrente vai de B1 a C1, a B2, a C2 e acende só a azul.

Os três estados acendem uma lâmpada de cada vez, e as lâmpadas estão em paralelo, cada uma com seu caminho exclusivo. Portanto, o circuito é o D.

Alternativa D.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AB2 liga-se à azul e o fio C1–A2 deixa a vermelha ligada ao mesmo ponto A2; a bateria em B1 nunca alimenta B2, e o caminho para a azul fica incompleto.
  • BSó liga C com C; com B ligado à bateria, o interruptor 1 em AB acende a verde, mas a vermelha e a azul não têm caminho exclusivo e podem acender juntas.
  • CA bateria liga B1, B2 e a azul diretamente: a azul fica sempre acesa e as outras duas acendem independentemente.
  • EOs terminais A estão ligados entre si, de modo que verde e vermelha acendem juntas e a azul acende sempre, sem acender uma de cada vez.

Assunto: Associação de resistores.

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