Em uma oficina de eletrônica, dois circuitos são montados com capacitores inicialmente carregados. No circuito…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma perspectiva científica.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma oficina de eletrônica, dois circuitos são montados com capacitores inicialmente carregados. No circuito A, a tensão medida no capacitor diminui continuamente até se aproximar de zero, sem mudar de sinal. No circuito B, a tensão varia periodicamente, alternando entre valores positivos e negativos, com picos sucessivos de mesma magnitude. Os gráficos foram registrados durante intervalos suficientes para observar o comportamento de cada circuito. Qual interpretação compara corretamente os comportamentos observados nos dois circuitos?
- A) No circuito A, o capacitor oscila sem mudar o sinal da tensão; no circuito B, a tensão permanece constante, apesar de alternar entre valores positivos e negativos.
- B) No circuito A, o capacitor se descarrega sem oscilações; no circuito B, a tensão oscila periodicamente, indicando uma troca de energia entre o capacitor e outro elemento do circuito.
- C) No circuito A, o capacitor se descarrega sem oscilações; no circuito B, a tensão apenas alterna entre valores positivos e negativos, sem repetir periodicamente o comportamento observado.
- D) No circuito A, o capacitor se descarrega sem oscilações; no circuito B, a tensão oscila com amplitude decrescente, indicando dissipação progressiva de energia no circuito.
- E) No circuito A, o capacitor se descarrega sem oscilações; no circuito B, a tensão oscila periodicamente, mas essa variação não indica troca de energia com outro elemento do circuito.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- No circuito A, a tensão do capacitor cai continuamente e se aproxima de zero sem trocar de sinal. Isso é a descarga de um capacitor em um circuito resistivo (RC), em que a energia armazenada no capacitor é dissipada no resistor e não retorna ao capacitor.
- No circuito B, a tensão alterna entre valores positivos e negativos de forma periódica, com picos sucessivos de mesma magnitude. Isso indica oscilação sem perda de amplitude, típica de um circuito LC ideal, em que a energia passa repetidamente do campo elétrico do capacitor para o campo magnético do indutor e volta.
- Portanto, a alternativa B compara corretamente os dois casos: A descarrega sem oscilações e B oscila periodicamente, o que indica troca de energia entre o capacitor e outro elemento do circuito.
- A alternativa A inverte os comportamentos, atribuindo oscilação ao circuito A e tensão constante ao circuito B, o que contradiz o enunciado.
- A alternativa C afirma que a tensão do circuito B não se repete periodicamente, mas o enunciado descreve picos sucessivos de mesma magnitude, ou seja, repetição periódica.
- A alternativa D fala em amplitude decrescente, o que contraria os picos de mesma magnitude descritos no enunciado.
- A alternativa E nega a troca de energia com outro elemento, o que não é compatível com uma oscilação periódica sem perda de amplitude, que só ocorre com troca de energia entre elementos reativos.
💡 Dica: Compare monotonicidade, periodicidade, sinal e amplitude antes de associar a oscilação à troca de energia.
Alternativa por alternativa
O aluno inverte os comportamentos: atribui oscilação ao circuito A e tensão constante ao circuito B, sem reconhecer que a descarga monotônica é do A e a oscilação é do B.
A tensão que apenas diminui e não muda de sinal caracteriza uma descarga não oscilatória. A alternância periódica de sinais no circuito B caracteriza uma oscilação, associada à transferência periódica de energia no circuito.
O aluno confunde alternância de sinal com periodicidade, achando que a tensão que muda de sinal não se repete de forma periódica, embora o enunciado descreva picos sucessivos de mesma magnitude.
O aluno supõe que toda oscilação perde amplitude com o tempo, como ocorre em circuitos com resistência, e ignora que o enunciado descreve picos de mesma magnitude.
Por que engana: Confundir oscilação periódica de amplitude constante com oscilação amortecida ou simples alternância sem periodicidade.
O aluno acredita que uma variação periódica da tensão não implica troca de energia entre o capacitor e outro elemento, quando essa troca é exatamente o que gera a oscilação em um circuito LC.
Raio-X da questão
Descarga de capacitor e oscilação elétrica periódica.
Distinguir descarga
Tensão elétrica em capacitores. · Leitura de gráficos de grandezas periódicas.
Troca de energia entre capacitor e outro elemento em circuito oscilatório.
Confundir oscilação periódica de amplitude constante com oscilação amortecida ou simples alternância sem periodicidade.
Tecnologia e educação científica.
Oficina de eletrônic
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