ENEM 2013 — questão 68 de Física
Enunciado em texto
Um eletricista analisa o diagrama de uma instalação elétrica residencial para planejar medições de tensão e corrente em uma cozinha. Nesse ambiente existem uma geladeira (G), uma tomada (T) e uma lâmpada (L), conforme a figura. O eletricista deseja medir a tensão elétrica aplicada à geladeira, a corrente total e a corrente na lâmpada. Para isso, ele dispõe de um voltímetro (V) e dois amperímetros (A).
[Figura: dois fios horizontais, “Fase” em cima e “Neutro” embaixo. Entre eles, três ramos verticais em paralelo: G (geladeira), T (tomada) e L (lâmpada). Abaixo, a legenda dos símbolos: um círculo com V, “Voltímetro”; um círculo com A, “Amperímetro”.]
Para realizar essas medidas, o esquema da ligação desses instrumentos está representado em:
a) [Esquema: um amperímetro no fio Fase, à esquerda, antes de todos os ramos (em série com a linha); no ramo da geladeira, o voltímetro em série com G; o ramo T sem instrumentos; no ramo da lâmpada, um amperímetro em série com L.]
b) [Esquema: um amperímetro num ramo próprio, ligado direto entre Fase e Neutro, à esquerda; no ramo da geladeira, o voltímetro em série com G; o ramo T sem instrumentos; um amperímetro ligado em paralelo com L.]
c) [Esquema: um amperímetro num ramo próprio, ligado direto entre Fase e Neutro, à esquerda; o voltímetro ligado em paralelo com G; o ramo T sem instrumentos; um amperímetro ligado em paralelo com L.]
d) [Esquema: um amperímetro num ramo próprio, ligado direto entre Fase e Neutro, à esquerda; o voltímetro ligado em paralelo com G; o ramo T sem instrumentos; um amperímetro em série com L.]
e) [Esquema: um amperímetro no fio Neutro, à esquerda, antes de todos os ramos (em série com a linha); o voltímetro num ramo próprio entre Fase e Neutro, ao lado de G (em paralelo com G); o ramo T sem instrumentos; um amperímetro em série com L.]
(Enunciado e figura: ENEM 2013, aplicação regular, Caderno 3 – Branco — INEP.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.
Resolução comentada
O que a questão pede: o esquema que mede, ao mesmo tempo, a tensão na geladeira, a corrente total e a corrente na lâmpada.
Passo 1 — as regras de ligação.
• Voltímetro mede a diferença de potencial entre dois pontos: vai em paralelo com o aparelho. Ele tem resistência muito alta e quase não desvia corrente.
• Amperímetro mede a corrente que passa por ele: vai em série, no caminho da corrente. Ele tem resistência muito baixa; ligado em paralelo, vira um curto-circuito.
Passo 2 — o que cada medida exige.
• tensão na geladeira: V em paralelo com G (ou entre Fase e Neutro, que dá a mesma tensão, já que todos os ramos estão em paralelo);
• corrente total: A em série num dos fios principais (Fase ou Neutro), antes de a corrente se dividir entre os ramos;
• corrente na lâmpada: A em série com L, no ramo dela.
Passo 3 — conferir os esquemas. Só a (E) cumpre as três exigências.
Por que não as outras: (A) o voltímetro está em série com a geladeira: com sua resistência enorme, a geladeira nem funcionaria, e ele não mediria a tensão dela. (B) voltímetro em série com G, amperímetro ligado direto entre Fase e Neutro (curto-circuito) e amperímetro em paralelo com L. (C) amperímetro entre Fase e Neutro (curto) e amperímetro em paralelo com L. (D) acerta o voltímetro e a lâmpada, mas o amperímetro da “corrente total” está ligado direto entre Fase e Neutro: é um curto-circuito, e não mede a corrente que vai para os aparelhos.
⚠️ A armadilha: a (D). Ela parece certa porque o amperímetro está “no começo” do circuito, mas está num ramo próprio entre os dois fios, em paralelo com tudo. Para medir a corrente total, a corrente inteira tem de passar por dentro dele, ou seja, ele tem de estar no fio, em série.
A ideia em uma frase: voltímetro em paralelo, amperímetro em série — e o amperímetro da corrente total fica no fio principal, antes da divisão dos ramos.
Resposta: alternativa E.
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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