Um circuito série RL é alimentado por uma fonte contínua V = 12,0 V. A bobina tem L = 0,200 H e a resistência…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um circuito série RL é alimentado por uma fonte contínua V = 12,0 V. A bobina tem L = 0,200 H e a resistência total é R = 4,00 O. Calcule a corrente no instante t = 1,00 s após o fechamento do circuito.
- A) A corrente no instante t = 1 s é 1,5 A.
- B) t = L/R = 0,050 s; I8 = V/R = 3,00 A; i(t)=I8(1-e^{-t/t}) ? i(1,00 s) ˜ 3,00 A (praticamente regime permanente).
- C) A corrente no regime permanente é 6 A.
- D) A corrente é 5 A no instante t = 1 s.
- E) t = 0,1 s, por metade do valor de R.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. V = 12,0 V, L = 0,200 H e R = 4,00 ohms. Pede-se a corrente em t = 1,00 s após o fechamento do circuito RL série.
- Calcule a constante de tempo: tau = L/R = 0,200/4,00 = 0,050 s.
- Calcule a corrente final de regime permanente. Em regime permanente a bobina se comporta como um fio, então I_final = V/R = 12,0/4,00 = 3,00 A.
- Use a equação de crescimento da corrente: i(t) = I_final (1 - e^(-t/tau)). Para t = 1,00 s, t/tau = 1,00/0,050 = 20, logo e^(-20) é praticamente zero (cerca de 2 x 10^(-9)).
- Conclua i(1,00 s) = 3,00 (1 - e^(-20)) ≈ 3,00 A. Como 1 s equivale a 20 constantes de tempo, o circuito já está praticamente em regime permanente. Assim, a alternativa B está correta, e o gabarito oficial confirma essa conclusão.
- Por que as outras estão erradas. A: o valor 1,5 A não sai de V/R nem da equação exponencial. C: 6 A seria V/(R/2), um erro na resistência. D: 5 A não é o valor final nem um resultado possível do circuito, pois a corrente tende a 3 A. E: 0,1 s seria L/2, e não L/R, que é 0,05 s. Observação: o enunciado da alternativa B está escrito com notação confusa, mas a conclusão numérica (cerca de 3,00 A) está correta.
💡 Dica: Use a fórmula da corrente em um circuito RL.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente tratou a subida da corrente como linear ou aplicou uma divisão arbitrária, obtendo 1,5 A como se fosse a metade do valor final, sem usar a constante de tempo.
Resposta usa equação do circuito RL: i(t)= (V/R)(1 - e^{-tR/L}). Com t = 0,200/4,00 = 0,05 s, em t = 1,00 s e^{-20} ˜ 2×10??, logo i ˜ 3,00 A.
O aluno calculou o regime permanente com uma resistência efetiva de 2 ohms (V/(R/2) = 6 A), confundindo a resistência total do circuito com metade dela.
O aluno acreditou que a corrente ultrapassa o valor final de V/R ou somou termos sem base na equação de carga do indutor, chegando a 5 A.
Por que engana: Confundir o tempo de estabilização do circuito com o cálculo da corrente no instante específico, levando a um valor incorreto.
O aluno dividiu o indutor por 2 em vez de dividir a indutância pela resistência, obtendo tau = 0,200/2 = 0,1 s. Ele confundiu a fórmula de tau = L/R com outra operação.
Raio-X da questão
circuito RL
avaliacao
circuitos elétricos · lei de Ohm
Revisar a fórmula da corrente em circuitos RL.
Confundir o tempo de estabilização do circuito com o cálculo da corrente no instante específico, levando a um valor incorreto.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Um circuito RL série tem R = 4,00 O e L = 0,800 H ligado a uma fonte DC V = 12,0 V em t = 0. Calcule a constante de…
- Uma bobina de indutância L = 200 mH e resistência interna r_L = 0,50 O é ligada em série a um resistor R = 10,0 O e a…
- Um circuito RL série tem L = 50,0 mH e R = 10,0 O. Ao aplicar uma tensão passo DC V = 10,0 V, calcule a constante de…
- Uma bobina de indutância L = 1,50 H está em série com R = 3,00 O e aplicada V = 24,0 V DC. Calcule a corrente no…
- Um circuito RL série tem indutância L = 0,50 H e resistência R = 10,0 O. Ao fechar o circuito com fonte contínua V =…
- Circuito serie RL: ao t=0 uma fonte E = 24,0 V é conectada a um resistor R = 6,00 O em série com uma bobina de…
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog