PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 68 da UNICAMP 2015

1ª fase · Física: Resistência elétrica e leis de Ohm

Quando as fontes de tensão contínua que alimentam os aparelhos elétricos e eletrônicos são desligadas, elas levam normalmente certo tempo para atingir a tensão de U = 0\ \text{V}. Um estudante interessado em estudar tal fenômeno usa um amperímetro e um relógio para acompanhar o decréscimo da corrente que circula pelo circuito a seguir em função do tempo, após a fonte ser desligada em t = 0\ \text{s}. Usando os valores de corrente e tempo medidos pelo estudante, pode-se dizer que a diferença de potencial sobre o resistor R = 0{,}5\ \text{k}\Omega para t = 400\ \text{ms} é igual a

Esquema do circuito com uma fonte de tensão contínua, resistor R e amperímetro A em série com indicação do sentido da corrente i. Abaixo, duas leituras de amperímetro analógico graduado de 0 a 50 mA: a primeira em t = 0,200 s marcando 40 mA, e a segunda em t = 0,400 s marcando 12 mA.

  1. A
    6\ \text{V}.
  2. B
    12\ \text{V}.
  3. C
    20\ \text{V}.
  4. D
    40\ \text{V}.
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Resolução comentada

Pela primeira lei de Ohm, a diferença de potencial em um resistor é U = R\cdot i. Basta, então, descobrir qual é a corrente no instante t = 400\ \text{ms} = 0{,}400\ \text{s} e multiplicar pela resistência.

A figura traz duas leituras do amperímetro: em t = 0{,}200\ \text{s}, o ponteiro marca 40\ \text{mA}; em t = 0{,}400\ \text{s}, marca 12\ \text{mA}. A leitura que interessa é a segunda, pois 400\ \text{ms} = 0{,}400\ \text{s}.

A escala do aparelho vai de 0 a 50 mA e o ponteiro da segunda leitura está um pouco acima da marca de 10 mA, ou seja, em 12 mA, como indica a legenda da figura.

Convertendo as unidades:

  1. R = 0{,}5\ \text{k}\Omega = 500\ \Omega
  2. i = 12\ \text{mA} = 12\times 10^{-3}\ \text{A}

Aplicando a lei de Ohm:

U = R\cdot i = 500 \times 12\times 10^{-3} = 6\ \text{V}

Portanto, em t = 400\ \text{ms} a tensão sobre o resistor é de 6\ \text{V}.

Alternativa A.

Pegadinha: A alternativa C engana quem usa a leitura de 40 mA (t = 0,200 s) em vez da de 12 mA (t = 0,400 s), pois 500\times 0{,}040 = 20\ \text{V}.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Busa 12 direto como se fosse volts, esquecendo de converter mA em A e kΩ em Ω.
  • Ccorresponde a 500\ \Omega \times 40\ \text{mA} = 20 V, usando a corrente de t=0{,}200 s em vez da de 0{,}400 s.
  • Dusa a leitura de 40 mA sem conversão adequada e do instante errado (t = 0,200 s).

Assunto: Resistência elétrica e leis de Ohm.

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Fonte: Comvest/Vestibular Unicamp 2015. Prova oficial ↗