Durante um experimento de ciências, estudantes ligaram lâmpadas de LED (3 V cada) em série a uma pilha de 9 V…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Construir circuitos elétricos com pilha/bateria, fios e lâmpada ou outros dispositivos e compará-los a circuitos elétricos residenciais.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante um experimento de ciências, estudantes ligaram lâmpadas de LED (3 V cada) em série a uma pilha de 9 V. Com três lâmpadas, todas acenderam; ao tentarem adicionar uma quarta, nenhuma se iluminou. Para investigar, compararam esse esquema à instalação residencial, em que lâmpadas estão ligadas em paralelo a uma rede de 127 V e permanecem acesas independentemente umas das outras. Com base no texto, qual é a principal limitação de usar uma única pilha de 9 V para alimentar várias lâmpadas em série, em comparação ao sistema residencial em paralelo a 127 V?
- A) Tensão insuficiente para atender à soma das tensões das lâmpadas em série.
- B) Corrente excessiva que supera a capacidade da pilha.
- C) Falta de aterramento, impedindo a dissipação de corrente em excesso.
- D) Ausência de disjuntor de proteção, tornando o circuito inseguro.
- E) Baixa eficiência energética devido a perdas resistivas maiores em série.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do texto. Cada lâmpada de LED funciona com 3 V, a pilha fornece 9 V e as lâmpadas estão ligadas em série. Passo 2: Em série, as tensões das lâmpadas se somam. Três lâmpadas precisam de 3 + 3 + 3 = 9 V, exatamente a tensão da pilha, por isso acenderam. Passo 3: Com a quarta lâmpada, a soma passa a ser 4 x 3 = 12 V. A pilha de 9 V não consegue suprir essa soma, então a tensão disponível não basta para alimentar todas as lâmpadas e nenhuma acende. Passo 4: A principal limitação, portanto, é a tensão insuficiente, como indica a alternativa A. Passo 5: A alternativa B está errada porque, em série, a corrente é a mesma em todos os pontos e o problema descrito é de tensão, não de corrente excessiva. A alternativa C está errada porque aterramento não é o fator que impede o acendimento das lâmpadas no circuito descrito. A alternativa D está errada porque a falta de disjuntor não explica por que as lâmpadas deixam de acender. A alternativa E está errada porque o texto não trata de eficiência energética; a falha observada é a falta de tensão para todas as lâmpadas. Passo 6: Comparando com a rede residencial, em paralelo cada lâmpada recebe a tensão total de 127 V e funciona independentemente, o que evita a soma de tensões que causa o problema na pilha.
💡 Dica: Compare a soma das tensões das lâmpadas com a tensão da pilha.
Alternativa por alternativa
Na ligação em série, as tensões se somam (4×3 V=12 V), excedendo a tensão da pilha de 9 V e impedindo o acendimento.
O aluno confunde a falha do circuito com excesso de corrente, imaginando que a pilha não aguenta alimentar as lâmpadas. Ele não percebe que, em série, o problema observado é a tensão somada insuficiente.
Por que engana: Confundir corrente com tensão e pensar que a pilha não suporta a corrente, em vez de entender a limitação da tensão total.
O aluno supõe que o aterramento seria necessário para escoar corrente em excesso, tomando como base a instalação residencial sem entender o funcionamento do circuito alimentado por pilha.
O aluno associa a segurança elétrica residencial ao disjuntor e acredita que a falta dele seria a causa de as lâmpadas não acenderem, sem relacionar isso ao enunciado.
O aluno pensa que circuitos em série sempre perdem mais energia e desconsidera que a questão trata de a tensão não ser suficiente para acender as lâmpadas, e não de eficiência.
Raio-X da questão
tensão em circuitos em série
diagnostico
circuito elétrico básico · tensão elétrica
Estude como a tensão se distribui em circuitos em série e paralelo.
Confundir corrente com tensão e pensar que a pilha não suporta a corrente, em vez de entender a limitação da tensão total.
pensamento_critico
cotidiano
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