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Um circuito RL série tem indutância L = 0,50 H e resistência R = 10,0 O. Ao fechar o circuito com fonte…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT308

Investigar e analisar o funcionamento de equipamentos elétricos e/ou eletrônicos e sistemas de automação para compreender as tecnologias contemporâneas e avaliar seus impactos sociais, culturais e ambientais.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Um circuito RL série tem indutância L = 0,50 H e resistência R = 10,0 O. Ao fechar o circuito com fonte contínua V = 24,0 V, determine (a) a corrente de regime I(8), (b) a constante de tempo t e (c) a energia magnética armazenada na bobina em regime. Use I(8)=V/R, t=L/R e energia U=(1/2)·L·I(8)².

A) I(8)=3,0 A; t=0,10 s; U=2,0 J
B) I(8)=1,2 A; t=0,25 s; U=0,5 J
C) I(8)=4,0 A; t=0,05 s; U=3,0 J
D) I(8)=0,8 A; t=0,75 s; U=0,2 J
E) I(8)=2,40 A; t=0,050 s; U=1,44 J.

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

Identifique os dados. L = 0,50 H, R = 10,0 ohms e V = 24,0 V. O item (a) pede a corrente de regime, que é o valor final da corrente em um circuito RL, I(8) = V/R. Ao resolver, tomo esse valor como I(infinito), ou seja, a corrente depois de um tempo muito longo. Passo 2: Calcule a corrente de regime. I(8) = 24,0 / 10,0 = 2,40 A. Passo 3: Calcule a constante de tempo. t = L/R = 0,50 / 10,0 = 0,050 s. Passo 4: Calcule a energia armazenada em regime. U = (1/2) · L · I(8)^2 = 0,5 · 0,50 · (2,40)^2 = 0,25 · 5,76 = 1,44 J. Passo 5: Compare com as alternativas. Os três valores coincidem exatamente com a alternativa E, que é o gabarito oficial. Passo 6: Por que as outras estão erradas. A tem I = 3,0 A, que equivale a 24/8, ou seja, o número 8 do enunciado foi tomado como resistência. B tem I = 1,2 A, que corresponde a dividir a tensão por 20 ohms, e t = 0,25 s, que não sai de L/R. C tem I = 4,0 A, que corresponde a 24/6, e U = 3,0 J, que não é compatível com L = 0,50 H e essa corrente. D tem I = 0,8 A, que corresponde a 24/30, e t = 0,75 s, que não é o quociente L/R.

💡 Dica: Calcule cada item usando as fórmulas fornecidas.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Interpretaçãoa que mais engana

Dividiu a tensão pelo número 8 presente em I(8), tratando o argumento da corrente como se fosse a resistência, e a partir daí obteve t e U inconsistentes com os dados.

Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da corrente de regime com a fórmula da energia magnética, resultando em um valor incorreto para I(8).

B Erradaerro: Procedimental

Trocou a resistência por um valor de 20 ohms ao calcular V/R e não aplicou corretamente t = L/R, chegando a uma constante de tempo de 0,25 s.

C Erradaerro: Procedimental

Calculou a corrente de regime com um divisor errado (24/6) e, em seguida, aplicou a fórmula da energia com um valor de corrente que não corresponde aos dados, obtendo 3,0 J.

D Erradaerro: Conceitual

Obteve a corrente 0,8 A dividindo a tensão por um valor de resistência incorreto (30 ohms) e não relacionou a constante de tempo com L/R, resultando em 0,75 s.

E Correta

I(8)=24/10=2,4 A; t=0,5/10=0,05 s; U=0,5·0,5·(2,4)²=0,25·5,76=1,44 J.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Analisar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio

🎯 Conceito central

circuito RL

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

circuitos elétricos · lei de Ohm

📚 Reveja

Revisar as leis de circuitos elétricos e energia magnética.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a fórmula da corrente de regime com a fórmula da energia magnética, resultando em um valor incorreto para I(8).

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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