Questão 53 da FUVEST 2021

1ª fase

Em uma luminária de mesa, há duas lâmpadas que podem ser acesas individualmente ou ambas ao mesmo tempo, com cada uma funcionando sob a tensão nominal determinada pelo fabricante, de modo que a intensidade luminosa de cada lâmpada seja sempre a mesma. Entre os circuitos apresentados, indique aquele que corresponde a um arranjo que permite o funcionamento conforme essa descrição.

Circuitos elétricos (1), (2) e (3)

(1) \qquad\qquad\qquad\qquad (2) \qquad\qquad\qquad\qquad (3)

Circuito elétrico (4) Circuito elétrico (5)

(4) \qquad\qquad\qquad\qquad (5)

Note e adote:
Suponha que as lâmpadas funcionem de maneira ôhmica, ou seja, da mesma forma que um resistor.
  1. A
    Circuito (1)
  2. B
    Circuito (2)
  3. C
    Circuito (3)
  4. D
    Circuito (4)
  5. E
    Circuito (5)
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Resolução comentada

Para cada lâmpada funcionar sempre com a tensão nominal, que é a da bateria, e com o mesmo brilho, as duas devem estar em paralelo com a fonte. Cada uma precisa ter sua própria chave, para acender sozinha ou junto com a outra. Em série, a tensão se divide entre as lâmpadas, e apagar uma desligaria a outra.

Análise dos circuitos, pelo que mostram as figuras:

  1. Circuito (1): uma única chave fica antes das duas lâmpadas em paralelo. Elas só acendem juntas, nunca individualmente.
  2. Circuito (2): cada lâmpada tem sua chave, e os dois ramos estão em paralelo com a bateria. Com uma chave fechada, a lâmpada correspondente recebe a tensão total. Com as duas fechadas, cada uma continua com a tensão total, então a intensidade luminosa de cada uma é a mesma nos três casos.
  3. Circuito (3): as lâmpadas estão em série. A tensão se divide, e uma lâmpada sozinha não acende.
  4. Circuitos (4) e (5): há uma mistura de série com chave em curto. Fechar a segunda chave coloca uma lâmpada em curto ou deixa as duas em série. O brilho muda e a tensão nominal não é mantida em todas as situações.

Só o circuito (2) atende às condições: lâmpadas em paralelo, cada uma com sua chave.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ATem só uma chave para as duas lâmpadas em paralelo, então elas não acendem individualmente.
  • CLâmpadas em série dividem a tensão e não funcionam sob a tensão nominal, além de uma depender da outra.
  • DA ligação mistura série e curto com chaves, e o brilho muda conforme as chaves, sem manter a tensão nominal.
  • ETambém mistura série e curto, e não permite o acendimento individual com tensão nominal e o mesmo brilho.

Assuntos: circuitos elétricos, associação em paralelo.

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