Uma bateria possui força eletromotriz E = 12,0 V e resistência interna r = 1,0 O. Ao conectar um receptor de…
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
Uma bateria possui força eletromotriz E = 12,0 V e resistência interna r = 1,0 O. Ao conectar um receptor de resistência R = 5,0 O, determine (a) a corrente elétrica no circuito e (b) a ddp terminal da bateria.
- A) I = 2,0 A; V_terminal = 10,0 V.
- B) I = 3,0 A; V_terminal = 9,0 V
- C) I = 1,5 A; V_terminal = 7,0 V
- D) I = 2,5 A; V_terminal = 11,0 V
- E) I = 4,0 A; V_terminal = 8,0 V
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique o circuito. A bateria (E = 12,0 V, r = 1,0 ohm) está ligada em série com o receptor de resistência R = 5,0 ohm, formando um circuito fechado simples (o símbolo 'O' do enunciado é a unidade ohm, Ω). Passo 2: Calcule a corrente total usando a lei de Ohm para circuito gerador-resistor: I = E / (R + r) = 12,0 / (5,0 + 1,0) = 12,0 / 6,0 = 2,0 A. Passo 3: Calcule a ddp terminal, isto é, a tensão nos terminais da bateria: V = E - r·I = 12,0 - 1,0·2,0 = 12,0 - 2,0 = 10,0 V. Também é possível verificar pelo lado externo: V = R·I = 5,0·2,0 = 10,0 V, o que confirma o resultado. Passo 4: Conclusão: I = 2,0 A e V_terminal = 10,0 V, que corresponde à alternativa A, igual ao gabarito oficial. Passo 5: Por que as outras estão erradas: a alternativa B usa I = E / (R - r), subtraindo a resistência interna em vez de somá-la; a C dobra indevidamente a contribuição de r e subtrai R da força eletromotriz; a D ignora a multiplicação da resistência interna pela corrente ao calcular a tensão terminal; a E calcula uma corrente incorreta de 4,0 A, que não decorre de E / (R + r).
💡 Dica: Use a Lei de Ohm para calcular a corrente e a ddp.
Alternativa por alternativa
I = E/(R + r) = 12,0 V / (5,0 O + 1,0 O) = 2,0 A. V_terminal = E - I·r = 12,0 V - 2,0 A·1,0 O = 10,0 V.
O aluno subtraiu a resistência interna da resistência externa no denominador (R - r = 4,0 ohm), obtendo I = 12/4 = 3,0 A, quando a resistência interna está em série e deve ser somada.
Por que engana: Confundir a resistência total do circuito, não considerando a resistência interna da bateria ao calcular a corrente elétrica.
O aluno contou a resistência interna duas vezes no denominador (5 + 1 + 2 = 8 ohm), obtendo I = 1,5 A, e depois calculou a tensão terminal como E - R = 7,0 V, usando a resistência externa como se fosse uma queda de tensão em volts.
O aluno calculou corretamente a corrente de forma aproximada, mas na tensão terminal subtraiu apenas a resistência interna em ohms (12 - 1 = 11 V), esquecendo de multiplicar r pela corrente I; a corrente de 2,5 A também resulta de arredondamento impreciso de 12/5.
O aluno errou o denominador do cálculo da corrente (usou 3 ohm, subtraindo r duas vezes de R), obtendo I = 12/3 = 4,0 A; a tensão 8,0 V é coerente com esse valor errado, pois 12 - 1·4 = 8, mostrando que o erro foi na corrente.
Raio-X da questão
circuito elétrico
avaliacao
lei de ohm · circuitos em série
Revisar a Lei de Ohm e circuitos elétricos.
Confundir a resistência total do circuito, não considerando a resistência interna da bateria ao calcular a corrente elétrica.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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