PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 36 (1º exame) da UERJ 2013
Em uma experiência, três lâmpadas idênticas \{\text{L}_1,\ \text{L}_2,\ \text{L}_3\} foram inicialmente associadas em série e conectadas a uma bateria E de resistência interna nula. Cada uma dessas lâmpadas pode ser individualmente ligada à bateria E sem se queimar.
Observe o esquema desse circuito, quando as três lâmpadas encontram-se acesas:

Em seguida, os extremos não comuns de \text{L}_1 e \text{L}_2 foram conectados por um fio metálico, conforme ilustrado abaixo:

A afirmativa que descreve o estado de funcionamento das lâmpadas nessa nova condição é:
- AAs três lâmpadas se apagam.
- BAs três lâmpadas permanecem acesas.
- C\text{L}_1 e \text{L}_2 se apagam e \text{L}_3 permanece acesa.
- D\text{L}_3 se apaga e \text{L}_1 e \text{L}_2 permanecem acesas.
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Resolução comentada
Quando uma lâmpada tem seus dois terminais ligados por um fio de resistência desprezível, a corrente prefere esse caminho (curto-circuito) e a lâmpada deixa de funcionar, pois a diferença de potencial entre seus terminais é nula.
Na figura 2, o fio liga o nó à esquerda de \text{L}_1 (canto superior esquerdo, ligado ao polo superior da bateria) ao nó abaixo de \text{L}_2 (canto inferior direito).
- O canto superior esquerdo é o terminal de \text{L}_1 ligado à bateria; o outro terminal de \text{L}_1 é o canto superior direito, que também é terminal de \text{L}_2.
- O canto inferior direito é o terminal inferior de \text{L}_2 e também o terminal de \text{L}_3 que vai à direita.
- Assim, o fio liga o início de \text{L}_1 ao fim de \text{L}_2: as duas lâmpadas em série ficam entre os extremos do fio, ou seja, \text{L}_1 e \text{L}_2 ficam em paralelo com o fio.
- Como o fio tem resistência nula, a tensão sobre \text{L}_1+\text{L}_2 é nula e nenhuma corrente passa por elas: \text{L}_1 e \text{L}_2 apagam.
- A corrente da bateria segue pelo fio e passa por \text{L}_3. Agora \text{L}_3 fica sozinha ligada à bateria, com a tensão total E, e brilha ainda mais do que antes (antes tinha E/3). Como cada lâmpada suporta ser ligada sozinha à bateria, ela não queima.
Portanto, \text{L}_1 e \text{L}_2 se apagam e \text{L}_3 permanece acesa.
Alternativa C.
Por que as outras alternativas estão erradas
- AIgnora que \text{L}_3 continua ligada à bateria pelo fio e segue percorrida por corrente.
- BDesconsidera o curto-circuito: o fio de resistência nula desvia toda a corrente de \text{L}_1 e \text{L}_2.
- DInverte a situação: as lâmpadas em curto são \text{L}_1 e \text{L}_2, não \text{L}_3.
Assunto: Associação de resistores.
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Fonte: UERJ 2013 · 1º Exame de Qualificação. Prova oficial ↗