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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 1 (Física) do ITA 2008

Física · Física: Geradores, receptores e leis de Kirchhoff

No circuito representado na figura, têm-se duas lâmpadas incandescentes idênticas, \text{L}_1 e \text{L}_2, e três fontes idênticas, de mesma tensão V. Então, quando a chave é fechada,

Esquema de um circuito elétrico com três ramos verticais. No ramo central, estão conectadas em série duas lâmpadas, L1 (superior) e L2 (inferior). No ramo da direita, há duas baterias idênticas de tensão V em série, ambas com o terminal positivo voltado para cima. O ramo da esquerda possui uma chave aberta em série com uma bateria de tensão V, cujo terminal positivo está voltado para cima; a chave liga-se ao nó entre L1 e L2, e o terminal negativo da bateria liga-se ao nó abaixo de L2.

  1. A
    apagam-se as duas lâmpadas.
  2. B
    o brilho da \text{L}_1 aumenta e o da \text{L}_2 permanece o mesmo.
  3. C
    o brilho da \text{L}_2 aumenta e o da \text{L}_1 permanece o mesmo.
  4. D
    o brilho das duas lâmpadas aumenta.
  5. E
    o brilho das duas lâmpadas permanece o mesmo.
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Resolução comentada

Chame de R a resistência de cada lâmpada e de A o nó entre L1 e L2. O nó inferior (embaixo de L2) é o terra, com potencial 0.

Chave aberta. A bateria da esquerda não participa. As duas baterias da direita, em série, dão 2V ao conjunto L1 + L2, também em série.

  1. Corrente: i = \frac{2V}{2R} = \frac{V}{R}.
  2. Tensão em cada lâmpada: V.
  3. Potencial do nó A: V.

Chave fechada. A bateria da esquerda liga o nó A ao terra, com o positivo voltado para A. Ela fixa o potencial de A em V em relação ao terra.

  1. L2 está entre A e o terra, logo sua tensão continua V e sua corrente continua \frac{V}{R}.
  2. L1 está entre o topo (potencial 2V, fornecido pelas duas baterias) e A (potencial V), logo sua tensão continua V e sua corrente continua \frac{V}{R}.

As tensões nas duas lâmpadas não mudaram. Por isso as correntes e as potências, P = \frac{V^2}{R}, também não mudam. A corrente que passa pela bateria da esquerda é a diferença entre as correntes de L1 e L2, que é nula.

Portanto o brilho das duas lâmpadas permanece o mesmo.

Alternativa E.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ANenhuma lâmpada fica sem tensão; cada uma continua com V e acesa.
  • BL1 continua com tensão V entre 2V e o nó A, então seu brilho não aumenta.
  • CL2 continua com tensão V entre A e o terra, então seu brilho não aumenta.
  • DSupõe que a bateria extra aumente a tensão nas lâmpadas, mas ela só fixa o potencial de A, que já era V.

Assuntos: Geradores, receptores e leis de Kirchhoff, Associação de resistores.

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Ver como caiu na prova Questão 1 no caderno Física do ITA 2008

Fonte: ITA 2008 · Física. Prova oficial ↗