ENEM 2013 PPL — questão 51 de Física
Enunciado em texto
Um grupo de amigos foi passar o fim de semana em um acampamento rural, onde não há eletricidade. Uma pessoa levou um gerador a diesel e outra levou duas lâmpadas, diferentes fios e bocais. Perto do anoitecer, iniciaram a instalação e verificaram que as lâmpadas eram de 60 W – 110 V e o gerador produzia uma tensão de 220 V.
Para que as duas lâmpadas possam funcionar de acordo com suas especificações e o circuito tenha menor perda possível, a estrutura do circuito elétrico deverá ser de dois bocais ligados em
a) série e usar fios de maior espessura.
b) série e usar fios de máximo comprimento.
c) paralelo e usar fios de menor espessura.
d) paralelo e usar fios de maior espessura.
e) paralelo e usar fios de máximo comprimento.
(Enunciado: ENEM 2013 PPL (2ª aplicação), 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: como ligar duas lâmpadas de 110 V num gerador de 220 V para que cada uma receba a sua tensão certa, e que fio usar para perder pouca energia.
Passo 1 — série ou paralelo. Em paralelo, cada lâmpada ficaria com a tensão inteira do gerador, 220 V: o dobro da especificação, e ela queimaria. Em série, a tensão se divide. Como as lâmpadas são iguais (mesma resistência), cada uma fica com metade:
Exatamente o que elas pedem.
Passo 2 — que fio usar. O fio também tem resistência, e nela parte da energia vira calor (efeito Joule), que é perda. A resistência de um fio é dada pela segunda lei de Ohm:
Para R pequena, o fio deve ser curto e grosso (área A grande). Por isso, fios de maior espessura.
Por que não as outras: (B) e (E) pedem fio comprido, que aumenta a resistência e a perda; (C), (D) e (E) ligam em paralelo, o que põe 220 V em cada lâmpada.
⚠️ A armadilha: a alternativa D. Paralelo é a ligação das casas, e fio grosso está certo, mas aqui o gerador dá o dobro da tensão de cada lâmpada. Só a série divide os 220 V em 110 V + 110 V.
A ideia em uma frase: em série, lâmpadas iguais dividem a tensão; e fio grosso e curto tem pouca resistência, logo pouca perda por efeito Joule.
Resposta: alternativa A (série, com fios de maior espessura).
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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