Um circuito série conecta uma fonte de 24,0 V a um resistor R = 8,00 O e um indutor L = 200 mH. Após longo…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um circuito série conecta uma fonte de 24,0 V a um resistor R = 8,00 O e um indutor L = 200 mH. Após longo tempo da ligação, calcule a corrente de regime I (em A), a energia armazenada no indutor E (em J) e a potência dissipada no resistor P (em W). Use F = m·a e energia do indutor E = 1/2·L·I^2, P = I^2·R.
- A) I = 2,00 A; E = 0,200 J; P = 32,0 W
- B) I = 4,00 A; E = 0,500 J; P = 64,0 W
- C) I = 5,00 A; E = 1,20 J; P = 90,0 W
- D) I = 3,00 A; E = 0,900 J; P = 72,0 W
- E) I = 6,00 A; E = 1,80 J; P = 100,0 W
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Após longo tempo, o transitório terminou e a corrente é constante. Nessa condição, a tensão em um indutor ideal é zero (dI/dt = 0), então o indutor se comporta como um fio e não limita a corrente. A equação F = m·a não é necessária para resolver a questão. Passo 2: Com o indutor em curto, a única resistência do circuito é R = 8,00 ohms. Pela lei de Ohm, I = V/R = 24,0 / 8,00 = 3,00 A. Passo 3: A energia armazenada no indutor é E = 1/2·L·I^2 = 0,5 × 0,200 × 3,00^2 = 0,5 × 0,200 × 9,00 = 0,900 J. Passo 4: A potência dissipada no resistor é P = I^2·R = 9,00 × 8,00 = 72,0 W. Passo 5: Conclusão: I = 3,00 A, E = 0,900 J e P = 72,0 W correspondem à alternativa D, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A usa I = 2,00 A, que não corresponde a 24,0/8,00; B usa I = 4,00 A, e os valores de energia e potência também não são coerentes com essa corrente; C usa I = 5,00 A, que não sai da lei de Ohm com R = 8,00 ohms; E usa I = 6,00 A, que exigiria uma resistência de 4,00 ohms, e as demais grandezas também não batem.
💡 Dica: Calcule a corrente primeiro, depois a energia e a potência.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente calculou a corrente dividindo a tensão por uma resistência maior que 8,00 ohms, como se somasse uma resistência inexistente, e depois propagou esse valor de I para E e P. O valor de E = 0,200 J coincide numericamente com L = 0,200 H, sugerindo confusão entre energia e indutância.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre corrente, resistência e potência, aplicando incorretamente as fórmulas.
O aluno provavelmente errou o cálculo da corrente, obtendo 4,00 A (por exemplo, dividindo 24,0 por 6,00 ou por um valor de resistência que não existe no enunciado), e não verificou se E e P eram coerentes com esse I. Os valores de E e P também não obedecem às fórmulas dadas com R = 8,00 ohms e L = 200 mH.
O aluno provavelmente tratou o indutor como se ainda limitasse a corrente ou usou uma relação de tensão e resistência sem seguir a lei de Ohm corretamente, chegando a 5,00 A. Como a corrente está errada, E e P também saem incoerentes com o circuito.
Em regime DC o indutor age como curto; I = V/R = 24,0/8,00 = 3,00 A. E = 1/2·L·I^2 = 0,5·0,200·3^2 = 0,900 J. P = I^2·R = 9·8 = 72,0 W.
O aluno provavelmente usou uma resistência efetiva de 4,00 ohms (metade do valor real) ao calcular I = 24,0/4,00 = 6,00 A, o que indica confusão na identificação dos elementos do circuito. Os valores de E e P que acompanham essa corrente também não são consistentes com as fórmulas dadas.
Raio-X da questão
circuito série
avaliacao
circuitos elétricos · lei de Ohm
Revisar as fórmulas de energia e potência em circuitos elétricos.
O aluno pode confundir a relação entre corrente, resistência e potência, aplicando incorretamente as fórmulas.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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