ENEM 2020 · Ciências da Natureza · Física · circuitos elétricos
Questão 116 do ENEM 2020
Resposta: letra D. O objetivo é identificar quais pontos de um divisor de tensão de quatro resistores de 100 Ω fornecem 9,0 V a partir de uma fonte de 12 V, além de calcular a corrente que circula no aparelho.
Um estudante tem uma fonte de tensão com corrente contínua que opera em tensão fixa de 12 V. Como precisa alimentar equipamentos que operam em tensões menores, ele emprega quatro resistores de 100 para construir um divisor de tensão. Obtém-se este divisor associando os resistores, como exibido na figura. Os aparelhos podem ser ligados entre os pontos A, B, C, D e E, dependendo da tensão especificada.
Ele tem um equipamento que opera em 9,0 V com uma resistência interna de 10 kΩ.
Entre quais pontos do divisor de tensão esse equipamento deve ser ligado para funcionar corretamente e qual será o valor da intensidade da corrente nele estabelecida?
- AEntre A e C; 30 mA.
- BEntre B e E; 30 mA.
- CEntre A e D; 1,2 mA.
- DEntre B e E; 0,9 mA.Resposta correta
- EEntre A e E; 0,9 mA.
Como resolver a questão 116 passo a passo?
O conceito que resolve
Divisor de tensão em série e Lei de Ohm (V = R . I).
Como chegar na resposta
- Identificar a resistência total do circuito: 4 resistores de 100 Ω em série somam 400 Ω.
- Calcular a corrente total do circuito: I = V / R = 12 V / 400 Ω = 0,03 A, ou 30 mA.
- Calcular a queda de tensão em cada resistor individual: V = I * R = 0,03 A * 100 Ω = 3 V.
- Analisar as tensões nos nós (assumindo que A está no topo de 12V e E no 0V): A = 12V; B = 12V-3V=9V; C = 9V-3V=6V; D = 6V-3V=3V; E = 0V.
- Identificar o intervalo de 9V: o aparelho deve ser ligado entre o ponto B (9V) e o ponto E (0V).
- Calcular a corrente no aparelho de 10kΩ: I = V / R = 9 V / 10.000 Ω = 0,0009 A, ou 0,9 mA.
Por que cada alternativa
- AErro na identificação dos pontos: entre A e C a queda de tensão é de apenas 6 V, e não os 9 V necessários pelo aparelho.
- BErro no cálculo da corrente: utilizou a corrente total do divisor (30 mA) em vez da corrente específica do aparelho de alta resistência.
- CErro na identificação dos pontos: entre A e D a queda de tensão é de 3 V, o que queimaria o equipamento.
- DCorreta: o intervalo entre B e E fornece os 9 V necessários e a Lei de Ohm para 10 kΩ resulta em 0,9 mA.
- EErro na identificação dos pontos: entre A e E a tensão é a total da fonte (12 V), excedendo a especificação do aparelho.
Onde essa questão derruba a maioria
Confundir a corrente que circula no divisor de tensão (30 mA) com a corrente que circula no aparelho que possui resistência muito maior (10 kΩ).
O que estudar se você errou
Lembre-se de converter kΩ para Ω (multiplicar por 1.000) e A para mA (dividir por 1.000) para não errar a ordem decimal.
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