Certo estudante dispõe de um voltímetro e de um amperímetro, ambos ideais, de um gerador elétrico (pilha), de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Certo estudante dispõe de um voltímetro e de um amperímetro, ambos ideais, de um gerador elétrico (pilha), de resistência interna 4,5 O, e de uma lâmpada incandescente com as seguintes inscrições nominais: 1,0 W – 9,0 V. Para que esses dispositivos sejam associados corretamente, proporcionando à lâmpada o maior brilho possível, sem “queimá-la”, o esquema que deverá ser utilizado é o ilustrado na __________ e a força eletromotriz do gerador deverá ser _______. As lacunas, do texto acima, são corretamente preenchidas com as afirmações (Mackenzie 2011)
- A) FIGURA 1; 9,5 V
- B) FIGURA 2; 9,5 V
- C) FIGURA 3; 9,5 V
- D) FIGURA 2; 9,0 V
- E) FIGURA 3; 9,0 V
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Calcule a corrente nominal da lâmpada. Como P = U x i, temos i = P/U = 1,0/9,0 = 1/9 A (aproximadamente 0,111 A). Para ter o maior brilho possível sem queimar, a lâmpada deve operar exatamente nas suas condições nominais, ou seja, com 9,0 V e 1/9 A. Passo 2: Escolha da montagem. O amperímetro ideal tem resistência nula e deve ficar em série com a lâmpada para medir a corrente que a atravessa. O voltímetro ideal tem resistência infinita e deve ficar em paralelo com a lâmpada para medir a tensão sobre ela. Assim, a montagem correta é a ilustrada na FIGURA 2. Passo 3: Cálculo da força eletromotriz. Para o circuito gerador-lâmpada, a tensão nos terminais do gerador é U = E - r.i. Como a lâmpada recebe 9,0 V, a f.e.m. deve compensar essa tensão somada à queda interna: E = U + r.i = 9,0 + 4,5 x (1/9) = 9,0 + 0,5 = 9,5 V. Passo 4: Conferência. Com corrente de 1/9 A, a potência dissipada pela lâmpada é P = 9,0 x 1/9 = 1,0 W, exatamente a potência nominal, então ela não queima e brilha o máximo permitido. Passo 5: Análise das alternativas erradas. A) Figura 1 com 9,5 V: a f.e.m. está certa, mas a figura 1 não apresenta a montagem correta dos instrumentos. C) Figura 3 com 9,5 V: a f.e.m. está certa, mas a figura 3 também posiciona os medidores de forma incompatível com o enunciado. D) Figura 2 com 9,0 V: a montagem está correta, mas a f.e.m. ignora a queda de tensão na resistência interna de 4,5 ohms. E) Figura 3 com 9,0 V: erra a montagem e também a f.e.m., que desconsidera a resistência interna.
💡 Dica: Analise o circuito e calcule a força eletromotriz para a lâmpada funcionar corretamente.
Alternativa por alternativa
Acerta a força eletromotriz, mas escolhe uma montagem em que um dos medidores fica ligado de forma incompatível com sua função; provavelmente não lembra que o amperímetro vai em série e o voltímetro em paralelo.
CORRETA. A FIGURA 2 mostra o voltímetro em paralelo com a lâmpada e o amperímetro em série, permitindo medir corretamente os valores. A força eletromotriz deve ser 9,5 V para compensar a resistência interna do gerador e garantir 9,0 V na lâmpada.
Confunde a posição dos instrumentos, supondo que o amperímetro ou o voltímetro possa ser ligado de maneira inversa à correta, e acerta apenas o cálculo da força eletromotriz.
Monta o circuito corretamente, mas iguala a f.e.m. à tensão nominal da lâmpada, esquecendo que a corrente percorre a resistência interna do gerador e causa queda de tensão.
Erra a montagem dos medidores e também ignora a resistência interna, assumindo que a f.e.m. do gerador é igual à tensão nominal da lâmpada.
Raio-X da questão
circuito eletrico, resistencia interna, potencia
diagnostico
Lei de Ohm e potencia eletrica · Associacao de resistores
Estude circuitos eletricos, resistencia interna e potencia eletrica.
Confundir associacao de instrumentos no circuito e nao considerar resistencia interna do gerador.
pensamento_critico
cientifico
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