Em um laboratório de Biologia, um circuito elétrico é usado para alimentar um sensor de condutividade de uma…
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 um laboratório de Biologia, um circuito elétrico é usado para alimentar um sensor de condutividade de uma solução. Uma fonte de tensão contínua de 24,0 V está ligada a um resistor R1, de resistência 8,00 O, conectado em série com dois resistores, R2 e R3, associados em paralelo. Os valores das resistências são R2 = 12,0 O e R3 = 6,00 O. Considere que os resistores são ôhmicos e despreze a resistência dos fios. Com base nas informações do texto, qual é a corrente elétrica que atravessa o resistor R3?
- A) A corrente elétrica que atravessa o resistor R3 é 0,50 A.
- B) A corrente elétrica que atravessa o resistor R3 é 3,00 A.
- C) A corrente elétrica que atravessa o resistor R3 é 2,00 A.
- D) A corrente elétrica que atravessa o resistor R3 é 1,50 A.
- E) A corrente elétrica que atravessa o resistor R3 é 1,33 A.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique a associação. R1 (8,00 ohms) está em série com o trecho formado por R2 (12,0 ohms) e R3 (6,00 ohms) em paralelo. A corrente que passa por R1 é a mesma que sai da fonte e entra no paralelo.
- Calcule a resistência equivalente do paralelo. Usando 1/Rp = 1/R2 + 1/R3 = 1/12 + 1/6 = 1/12 + 2/12 = 3/12, então Rp = 4,00 ohms.
- Calcule a resistência total. Req = R1 + Rp = 8,00 + 4,00 = 12,00 ohms.
- Calcule a corrente total fornecida pela fonte. I = V/Req = 24,0 / 12,00 = 2,00 A.
- Calcule a tensão no paralelo. Como R1 está em série, a queda de tensão nele é 8,00 x 2,00 = 16,0 V. Assim, a tensão sobre o paralelo é 24,0 - 16,0 = 8,00 V (equivalente a Rp x I = 4,00 x 2,00 = 8,00 V).
- Calcule a corrente em R3. I3 = V_paralelo / R3 = 8,00 / 6,00 = 1,33 A. Conferindo: I2 = 8,00 / 12,0 = 0,67 A, e 0,67 + 1,33 = 2,00 A, que é a corrente total, o que confirma o resultado.
- Conclusão. A alternativa correta é a E, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A (0,50 A) não respeita a divisão de corrente no paralelo; B (3,00 A) corresponde a 24 V dividido por R1, ignorando R2, R3 e a tensão já consumida por R1; C (2,00 A) é a corrente total, que se divide entre R2 e R3 e não passa inteira por R3; D (1,50 A) não corresponde à tensão de 8,00 V sobre R3 e resulta de um cálculo incorreto do circuito.
💡 Dica: Calcule a resistência equivalente da associação e aplique a Lei de Ohm.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente dividiu a corrente total de 2,00 A pela resistência equivalente do paralelo (2,00 / 4,00 = 0,50), tratando a divisão de corrente como uma divisão por resistência.
O aluno provavelmente calculou 24,0 V dividido por R1 (24,0 / 8,00 = 3,00 A), ignorando que R2 e R3 existem e que R1 já consome parte da tensão da fonte.
Por que engana: O aluno pode confundir a corrente total com a corrente em R3, aplicando a fórmula errada para a associação em paralelo.
O aluno provavelmente assumiu que a corrente total de 2,00 A atravessa integralmente o R3, esquecendo que a corrente se divide entre os dois ramos do paralelo.
O aluno provavelmente errou o cálculo da resistência equivalente ou da tensão no paralelo, por exemplo somando resistências do paralelo em vez de combiná-las pelo inverso da soma dos inversos.
Primeiro, calcula-se a resistência equivalente da associação em paralelo: 1/Rp = 1/12,0 + 1/6,00, resultando em Rp = 4,00 Ω. Como R1 está em série com essa associação, a resistência total do circuito é Rt = 8,00 + 4,00 = 12,0 Ω. A corrente total fornecida pela fonte é It = 24,0/12,0 = 2,00 A. A tensão na associação em paralelo é Vp = It · Rp = 2,00 · 4,00 = 8,00 V. Como R2 e R3 estão em paralelo, ambos recebem essa mesma tensão. Portanto, a corrente em R3 é IR3 = Vp/R3 = 8,00/6,00 = 1,33 A.
Raio-X da questão
circuitos elétricos
avaliacao
circuitos elétricos · associação de resistores
Revisar a Lei de Ohm e associações de resistores.
O aluno pode confundir a corrente total com a corrente em R3, aplicando a fórmula errada para a associação em paralelo.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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