ENEM 2022 PPL — questão 123 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: o tempo para carregar uma bateria de $4\,000\ \text{mAh}$ com um carregador que entrega no máximo $1\,000\ \text{mA}$.

Passo 1 — o que significa mAh. É carga elétrica, escrita como corrente vezes tempo:

$$Q = i \cdot \Delta t \;\Rightarrow\; \Delta t = \frac{Q}{i}$$

Passo 2 — escolher os números certos da ficha, que é onde a questão põe as armadilhas. A ficha tem cinco números, e só dois entram na conta:

$$Q = 4\,000\ \text{mAh} \quad\text{(a bateria)} \qquad i = 1\,000\ \text{mA} \quad\text{(a SAÍDA DC do carregador)}$$

Passo 3 — dividir. As unidades se encaixam sozinhas: mAh dividido por mA dá hora.

$$\Delta t = \frac{4\,000\ \text{mAh}}{1\,000\ \text{mA}} = \mathbf{4\ \text{h}}$$

Resposta: alternativa C (4).

Os três números que estão ali para atrapalhar:

os $200\ \text{mA}$ da entrada AC: é a corrente que o carregador puxa da tomada, não a que ele entrega à bateria. Usá-la daria $4\,000/200 = 20$ h.

os $100\text{–}240\ \text{V}$ e os $50\text{–}60\ \text{Hz}$: dizem que o carregador funciona em qualquer país. Nada a ver com o tempo.

os $5{,}0\ \text{V}$ da saída e os $1{,}5\ \text{V}$ da bateria: são tensões. Tensão não entra em $Q = i\Delta t$.

A armadilha da alternativa (B), $5/6$: aparece quando alguém mistura as tensões na conta, dividindo ou multiplicando por $5{,}0$ e $1{,}5$ sem necessidade.

Por que a tensão do carregador é maior que a da bateria: para empurrar corrente para dentro da bateria é preciso uma tensão acima da dela — carregar é forçar a corrente no sentido contrário ao que ela sairia. Os $5{,}0\ \text{V}$ contra $1{,}5\ \text{V}$ não são um erro da ficha: são a condição para carregar.

A ideia em uma frase: mAh dividido por mA dá hora — só cuide de pegar a corrente da saída, não a da tomada.