Em um circuito RL, a corrente inicial é I0 = 5,00 A passando por um indutor L = 0,500 H em série com um…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um circuito RL, a corrente inicial é I0 = 5,00 A passando por um indutor L = 0,500 H em série com um resistor R = 10,0 O. Após isolar o indutor da fonte, a corrente decai até zero. Calcule a energia total dissipada no resistor. Use U = (1/2)·L·I0^2 (L em H, I em A, U em J).
- A) U = 5 J
- B) U = 8 J
- C) U = 12 J
- D) U = 6,25 J
- E) U = 15 J
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A corrente inicial é I0 = 5,00 A, a indutância é L = 0,500 H e a resistência é R = 10,0 Ω. Após isolar o indutor da fonte, o circuito fica apenas com o indutor e o resistor em série, e a energia armazenada no campo magnético do indutor é dissipada no resistor até a corrente chegar a zero.
- Pela regra de conservação de energia, a energia total dissipada no resistor é igual à energia inicialmente armazenada no indutor, U = (1/2)·L·I0^2.
- Calcule I0^2 = 5,00^2 = 25,0 A^2.
- Calcule U = (1/2)·0,500·25,0 = 0,250·25,0 = 6,25 J.
- Compare com as alternativas. A resposta correta é a alternativa D, U = 6,25 J, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A) 5 J não corresponde à fórmula, pois a energia depende do quadrado da corrente. B) 8 J não é resultado de (1/2)·0,500·5,00^2. C) 12 J é um valor arredondado de forma incorreta, já que o resultado exato é 6,25 J. E) 15 J não é obtido por essa expressão com os dados do enunciado.
💡 Dica: Aplique a fórmula da energia em um indutor para encontrar a energia dissipada.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente multiplicou L pela resistência (0,500 × 10,0 = 5) em vez de usar a corrente ao quadrado, misturando a fórmula da energia com outros dados do circuito.
O aluno provavelmente errou o cálculo do quadrado da corrente ou aplicou mal a multiplicação com o fator 1/2, chegando a um valor próximo de 8 J.
O aluno provavelmente arredondou 6,25 para 12 ou calculou I0^2 com erro, obtendo um valor que não corresponde à energia do indutor.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da energia armazenada no indutor com a energia dissipada no resistor, aplicando a fórmula incorretamente.
Energia armazenada no indutor U = (1/2)·L·I0^2 = 0,5·0,500·(5,00)^2 = 0,25·25,00 = 6,25 J. Essa energia é dissipada no resistor ao decair a corrente.
O aluno provavelmente tentou combinar os termos do enunciado de forma arbitrária, como somar ou multiplicar L, I0 e R, em vez de aplicar a expressão U = (1/2)·L·I0^2.
Raio-X da questão
energia em circuito RL
avaliacao
energia em circuitos elétricos · cálculo de energia
Revisar a fórmula da energia armazenada em indutores.
O aluno pode confundir a fórmula da energia armazenada no indutor com a energia dissipada no resistor, aplicando a fórmula incorretamente.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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