EEAR 2021 (CFS 1) — questão 80 de Física

Gabarito AEletrodinâmica — amperímetro ideal ligado no lugar do voltímetro (curto-circuito)Exame de Admissão ao CFS 1/2021 · Física
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 80 de Física do EEAR 2021 (CFS 1)

Enunciado em texto

O circuito a seguir é composto por uma fonte de tensão ideal, um resistor ôhmico de 5 kΩ, e um resistor ôhmico variável.

No circuito apresentado, no resistor variável, o valor da resistência elétrica entre o cursor (ponto C) e o ponto B é 1/3 do valor da resistência elétrica entre o cursor e o ponto A. E a resistência elétrica entre os pontos A e B é de 10 kΩ.

Um estudante pensou em medir o valor da diferença de potencial entre os pontos 1 e 2 do circuito. Porém, ao medir, ao invés de utilizar um voltímetro, equivocadamente usou um amperímetro, considerado ideal.

[Figura: fonte de 25 V à esquerda. O fio de cima passa por um resistor de 5 kΩ e chega ao ponto A, extremidade superior de um resistor variável de 10 kΩ, vertical; a extremidade inferior é o ponto B, ligada ao fio de baixo, que volta à fonte. O cursor C do resistor variável está ligado ao ponto 2; o amperímetro (A) está ligado entre o ponto 2 e o ponto 1, que fica no fio de baixo.]

Assinale a alternativa que apresenta o valor indicado pelo amperímetro, em miliampères.

a) 2,0

b) 2,5

c) 3,0

d) 5,0

(Enunciado e figura: Exame de Admissão ao CFS 1/2021 — EEAR.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Escola de Especialistas de Aeronáutica (EEAR), do Comando da Aeronáutica.

Resolução comentada

O que a questão pede: a corrente no amperímetro ligado entre o cursor C e o fio de baixo.

Passo 1 — dividir o resistor variável. RCB=13RCAR_{CB} = \tfrac{1}{3}R_{CA} e RCA+RCB=10R_{CA} + R_{CB} = 10 kΩ. Então RCA=7,5R_{CA} = 7{,}5 kΩ e RCB=2,5R_{CB} = 2{,}5 kΩ.

Passo 2 — o efeito do amperímetro ideal. Ele tem resistência zero e liga C diretamente ao fio de baixo, que é o mesmo potencial de B. O trecho CB fica em curto: toda a corrente prefere o amperímetro. Sobram em série 5 kΩ e 7,5 kΩ:

Req=5+7,5=12,5 kΩR_{\text{eq}} = 5 + 7{,}5 = 12{,}5\ \text{k}\Omega

Passo 3 — a corrente. Toda a corrente do circuito passa pelo amperímetro:

i=25 V12,5 kΩ=2,0 mAi = \frac{25\ \text{V}}{12{,}5\ \text{k}\Omega} = 2{,}0\ \text{mA}

⚠️ A armadilha: esquecer o curto e somar os 10 kΩ inteiros: 25/15 ≈ 1,7 mA, sem alternativa. Ou ignorar o resistor de 5 kΩ e usar só 10 kΩ: 2,5 mA, a alternativa B.

A ideia em uma frase: amperímetro ideal tem resistência zero: posto no lugar do voltímetro, ele curto-circuita o trecho entre os pontos onde foi ligado.

Resposta: alternativa A (2,0 mA).

Vídeo em breve

A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.

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