Uma fonte de 9,00 V alimenta em série R_s = 50,0 O e um resistor de carga R_L = 150,0 O. Um voltímetro com…
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma fonte de 9,00 V alimenta em série R_s = 50,0 O e um resistor de carga R_L = 150,0 O. Um voltímetro com resistência interna R_v = 1,50×10^3 O é ligado em paralelo a R_L. Qual será a leitura do voltímetro? Use combinações de resistências e Ohm: V_leitura = I·R_eq, com R_eq = R_L?R_v.
- A) 9,00 V
- B) V_leitura ˜ 6,59 V
- C) 6,75 V
- D) 0,79 V
- E) 7,25 V
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique o circuito. A fonte de 9,00 V alimenta em série o resistor R_s = 50,0 ohms e o resistor de carga R_L = 150,0 ohms. O voltímetro, com resistência interna R_v = 1,50×10^3 ohms, está em paralelo com R_L, por isso ele altera a resistência equivalente do ramo da carga. Passo 2: Calcule a resistência em paralelo de R_L com R_v. Use a fórmula do produto sobre a soma: 150,0 × 1500 / (150,0 + 1500) = 225000 / 1650 ≈ 136,36 ohms. Passo 3: Calcule a resistência total do circuito, somando a resistência em série: R_eq total = 50,0 + 136,36 ≈ 186,36 ohms. Passo 4: Calcule a corrente total pela lei de Ohm: I = 9,00 / 186,36 ≈ 0,0483 A. Passo 5: Calcule a tensão no ramo paralelo, que é a leitura do voltímetro: V = I × 136,36 ≈ 6,59 V. Esse valor corresponde à alternativa B, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A ignora a queda de tensão em R_s e o efeito de carga do voltímetro; C ignora o voltímetro e considera apenas o divisor de tensão entre 50 e 150 ohms; D aplica a divisão de tensão com erro de proporção, resultando em uma tensão muito pequena; E não corresponde a nenhuma divisão correta do circuito com o voltímetro conectado.
💡 Dica: Calcule a resistência equivalente e aplique a Lei de Ohm.
Alternativa por alternativa
O aluno supõe que o voltímetro lê a tensão total da fonte, ignorando que R_s consome parte da tensão e que o voltímetro faz parte do circuito.
R_eq = (150·1500)/(150+1500)=136,36 O; R_total=50,0+136,36=186,36 O; I=9,00/186,36=0,04832 A; V=I·136,36˜6,59 V.
O aluno desconsidera a resistência interna do voltímetro e faz apenas a divisão de tensão entre R_s e R_L, como se o voltímetro não carregasse o circuito.
Por que engana: O aluno pode confundir a leitura do voltímetro com a tensão total da fonte, ignorando a influência da resistência interna do voltímetro.
O aluno calcula a tensão com proporções invertidas ou com a resistência errada no numerador da divisão, obtendo um valor muito baixo para a leitura do ramo paralelo.
O aluno erra na associação paralela ou na soma das resistências, obtendo uma resistência equivalente incorreta e, portanto, uma tensão que não corresponde ao divisor real do circuito.
Raio-X da questão
circuitos elétricos
avaliacao
circuitos elétricos · combinações de resistências
Revisar combinações de resistências e a Lei de Ohm.
O aluno pode confundir a leitura do voltímetro com a tensão total da fonte, ignorando a influência da resistência interna do voltímetro.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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