ENEM 2024 · Ciências da Natureza
Questão 110 do ENEM 2024
Resposta: letra B. As lâmpadas L₁ (6 V – 9 W) e L₂ (12 V – 18 W) estão em série, ligadas à bateria V_QR (fio QR de 48 cm dividido em seis segmentos iguais pelos pontos A a E); o amperímetro liga o ponto P (entre as lâmpadas) a um ponto do fio.
Uma caixa decorativa utiliza duas pequenas lâmpadas, L (6 V – 9 W) e L (12 V – 18 W), ligadas em série a uma bateria de tensão V QR . Um fio resistivo QR, de 48 centímetros, está ligado em paralelo à bateria. Cinco pontos, A, B, C, D e E, dividem o fio QR em seis segmentos de comprimentos iguais. O circuito também tem um amperímetro com dois terminais. Um dos terminais (P) está ligado ao fio entre as duas lâmpadas. O outro terminal (S) está livre e será ligado ao fio QR. Dependendo do ponto em que esse terminal livre for conectado, ocorrerá a mudança na tensão à qual as lâmpadas são submetidas. Os demais fios do circuito têm resistências elétricas desprezíveis.
A figura ilustra esse circuito.
Em qual desses pontos o amperímetro deve ser conectado para que as lâmpadas acendam exatamente segundo as especificações de tensão e potência elétricas fornecidas?
- AA
- BBResposta correta
- CC
- DD
- EE
Como resolver a questão 110 passo a passo?
O conceito que resolve
Para que cada lâmpada receba exatamente a tensão nominal, o ponto P deve estar no mesmo potencial do ponto do fio onde se liga o amperímetro; assim, nenhuma corrente passa por ele.
Como chegar na resposta
- Corrente nominal de L₁: 9 ÷ 6 = 1,5 A; de L₂: 18 ÷ 12 = 1,5 A; em série, a mesma corrente de 1,5 A serve às duas.
- Tensão total: 6 + 12 = 18 V = V_QR, com 6 V em L₁ (1/3 do total) e 12 V em L₂.
- O potencial de P está a 1/3 da tensão total, medida a partir de Q.
- No fio, esse potencial corresponde a 1/3 do comprimento (16 cm de 48 cm), ou seja, dois segmentos a partir de Q: ponto B.
Por que cada alternativa
- AO ponto A (1/6 do comprimento) daria potencial de 3 V em L₁, menos que os 6 V nominais.
- BCorreta: B está a 2/6 = 1/3 do comprimento, onde o potencial é 6 V, o necessário para L₁.
- CC (1/2) daria 9 V em L₁, mais que os 6 V nominais.
- DD (2/3) daria 12 V em L₁, o dobro do nominal.
- EE (5/6) daria 15 V em L₁, bem acima do nominal.
Onde essa questão derruba a maioria
Como as lâmpadas já têm a mesma corrente nominal (1,5 A), o que decide é a divisão da tensão (1/3 e 2/3), e não a potência.
O que estudar se você errou
Revise potência elétrica, circuitos em série, divisor de tensão e potenciômetros.