Em uma aula de Física aplicada à Biologia, estudantes monitoraram a corrente elétrica em um capacitor usado…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma aula de Física aplicada à Biologia, estudantes monitoraram a corrente elétrica em um capacitor usado para estabilizar a tensão de um sensor. O terminal do capacitor marcado com o sinal positivo foi definido como referência: corrente positiva é aquela que entra nesse terminal, enquanto corrente negativa é aquela que sai dele. Nessa montagem, a entrada de corrente positiva aumenta a carga armazenada no capacitor, e a saída de corrente reduz essa carga. O gráfico corrente versus tempo foi dividido em quatro regiões: na região I, de 0 s a 2 s, a corrente é positiva; na região II, de 2 s a 5 s, a corrente é negativa; na região III, de 5 s a 7 s, a corrente volta a ser positiva; e na região IV, de 7 s a 9 s, a corrente é nula. Com base na convenção adotada e nas informações do gráfico descrito, quais regiões correspondem, respectivamente, à carga e à descarga do capacitor?
- A) Carga: região I; descarga: região II; sem variação de carga: regiões III e IV.
- B) Carga: regiões I, II e III; descarga: nenhuma região; sem variação de carga: região IV.
- C) Carga: regiões I e III; descarga: região IV; sem variação de carga: região II.
- D) Carga: região II; descarga: regiões I e III; sem variação de carga: região IV.
- E) Carga: regiões I e III; descarga: região II; sem variação de carga: região IV.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique a convenção. Corrente positiva entra no terminal positivo e aumenta a carga armazenada, o que caracteriza a carga do capacitor. Corrente negativa sai desse terminal e reduz a carga, o que caracteriza a descarga.
- Analise a região I (0 s a 2 s). A corrente é positiva, portanto há entrada de carga e o capacitor está sendo carregado.
- Analise a região II (2 s a 5 s). A corrente é negativa, portanto há saída de carga e o capacitor está sendo descarregado.
- Analise a região III (5 s a 7 s). A corrente volta a ser positiva, portanto o capacitor volta a ser carregado.
- Analise a região IV (7 s a 9 s). A corrente é nula, portanto não há variação da carga armazenada.
- Conclua. Carga nas regiões I e III, descarga na região II e sem variação de carga na região IV, o que corresponde exatamente à alternativa E, que coincide com o gabarito oficial.
- Verifique as demais alternativas. A traz a região III como sem variação, o que contradiz a corrente positiva nesse intervalo. B atribui carga à região II, em que a corrente é negativa. C troca as regiões II e IV, associando a corrente nula à descarga. D inverte o sinal da convenção, tratando a corrente negativa como carga.
💡 Dica: Observe as variações no gráfico para identificar as regiões.
Alternativa por alternativa
O aluno identifica corretamente a carga na região I e a descarga na região II, mas acredita que a corrente positiva da região III não altera a carga, ignorando que a entrada de corrente volta a carregar o capacitor.
O aluno inverte a convenção e associa corrente negativa à carga, além de considerar a região II como carregamento. Ele também não reconhece nenhuma descarga, ignorando que a corrente negativa sai do terminal positivo.
O aluno confunde corrente nula com descarga e corrente negativa com ausência de variação de carga, trocando as regiões II e IV. Ele não entende que a saída de corrente é o que reduz a carga.
Por que engana: Confundir o sentido da corrente durante a carga e descarga do capacitor, invertendo os sinais positivo e negativo.
O aluno inverte completamente a convenção de sinais, interpretando corrente negativa como entrada de carga e corrente positiva como saída. Assim, associa a carga à região II e a descarga às regiões I e III.
Pela convenção do experimento, a corrente positiva entra no terminal positivo do capacitor e aumenta a carga armazenada, caracterizando carga nas regiões I e III. A corrente negativa sai desse terminal e reduz a carga armazenada, caracterizando descarga na região II. Na região IV, a corrente é nula, portanto não há variação da carga do capacitor.
Raio-X da questão
carga e descarga de capacitor
avaliacao
carga e descarga de capacitor · corrente eletrica e sinais
Revisar o funcionamento de capacitores e suas curvas de carga e descarga.
Confundir o sentido da corrente durante a carga e descarga do capacitor, invertendo os sinais positivo e negativo.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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