PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 52 (1º exame) da FUVEST 1999
– No circuito abaixo, os resistores \text{R}_1 e \text{R}_2 têm resistência \text{R} e a bateria tem tensão \text{V}. O resistor \text{R}_3 tem resistência variável entre os valores 0 e \text{R}.


O gráfico mostra qualitativamente a variação da potência \text{P}, dissipada em um dos elementos do circuito, em função do valor da resistência de \text{R}_3. A curva desse gráfico só pode representar a
- Apotência dissipada no resistor \text{R}_1
- Bpotência dissipada no resistor \text{R}_2
- Cpotência dissipada no resistor \text{R}_3
- Ddiferença entre as potências dissipadas em \text{R}_2 e \text{R}_3
- Esoma das potências dissipadas em \text{R}_2 e \text{R}_3
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Resolução comentada
O circuito tem R_1 em série com o paralelo entre R_2 e R_3. A resistência do paralelo é R_p=\dfrac{R\,R_3}{R+R_3}.
A resistência total é R_{eq}=R+R_p. Quando R_3 aumenta de 0 a R, R_p vai de 0 a R/2, então R_{eq} aumenta de R a 1{,}5R e a corrente total i=V/R_{eq} diminui.
Analisando cada elemento:
-
Em R_1: P_1=R\,i^2. Como i diminui, P_1 diminui. Em R_3=0: i=V/R e P_1=V^2/R. Em R_3=R: i=V/(1{,}5R) e P_1=\dfrac{V^2}{2{,}25R}\approx 0{,}44\,V^2/R. A curva é decrescente e termina em valor não nulo, como no gráfico.
-
Em R_2 e R_3: a tensão no paralelo é V_p=i\,R_p, que vale 0 quando R_3=0 (curto-circuito). Então P_2=V_p^2/R começa em zero e cresce, o que não combina com o gráfico. O mesmo ocorre com P_3 (que é zero em R_3=0) e com a soma P_2+P_3, que também é zero no início.
-
Diferença P_2-P_3: em R_3=0 vale 0-0=0; em R_3=R vale zero também (resistores iguais). Não bate com o gráfico.
Só a potência em R_1 começa num valor positivo e decresce até um valor não nulo.
Alternativa A.
Por que as outras alternativas estão erradas
- BCom R_3=0 o curto-circuito anula a tensão em R_2, então P_2 começa em zero e cresce.
- CP_3 é nula em R_3=0 e não decresce a partir de valor positivo.
- DA diferença é zero tanto em R_3=0 quanto em R_3=R, não segue a curva dada.
- EA soma também é zero em R_3=0 (tensão nula no paralelo), mas o gráfico começa em valor positivo.
Assuntos: Associação de resistores, Potência elétrica e efeito Joule.
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Fonte: FUVEST 1999 · 1º exame. Prova oficial ↗