FACISB 2017 — questão 69 de Física

Gabarito AEletrodinâmica — associação mista de lâmpadas num lustreProcesso Seletivo Medicina · Prova Objetiva

Enunciado da questão 69 de Física do FACISB 2017 — Enunciado — imagem da prova

Enunciado em texto

Um lustre contém seis lâmpadas iguais, de valores nominais (40 V – 80 W) cada uma. Esse lustre é ligado a uma diferença de potencial de 120 V, conforme representado, de forma simplificada, na figura 1.

[Figura 1: desenho do lustre com seis lâmpadas, $L_1$ a $L_6$ , penduradas numa estrutura de fios.]

Na figura 2, vê-se o esquema do circuito correspondente a esse lustre.

[Figura 2: uma fonte de 120 V alimenta o circuito. Saindo da fonte, a corrente passa por $L_1$ ; depois se divide em dois ramos em paralelo: o ramo de cima tem $L_2$ e $L_4$ em série; o ramo de baixo tem $L_3$ e $L_5$ em série. Os ramos se juntam e a corrente passa por $L_6$ , voltando à fonte.]

Considerando desprezíveis as resistências elétricas dos fios de ligação, é correto afirmar que a potência dissipada por $L_1$ e a intensidade da corrente elétrica que passa por $L_5$ são iguais, respectivamente, a

(A) 80 W e 1 A.

(B) 80 W e 2 A.

(D) 20 W e 2 A.

(E) 40 W e 2 A.

(Enunciado e figura: Vestibular FACISB 2017 — FACISB/Vunesp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Ciências da Saúde de Barretos Dr. Paulo Prata (FACISB) e à Fundação VUNESP.

Resolução comentada

O que a questão pede: a potência em $L_1$ e a corrente em $L_5$ .

Passo 1 — a resistência de cada lâmpada. Pelos valores nominais:

$R = \frac{U^2}{P} = \frac{40^2}{80} = 20\ \Omega$

Passo 2 — a resistência equivalente. Cada ramo do meio tem duas lâmpadas em série (40 Ω); os dois ramos iguais em paralelo dão 20 Ω. Somando $L_1$ e $L_6$ , em série:

$R_{eq} = 20 + 20 + 20 = 60\ \Omega$

Passo 3 — a corrente total. Ela passa inteira por $L_1$ e $L_6$ :

$i = \frac{120}{60} = 2\ \text{A}$

Passo 4 — a potência em $L_1$ .

$P_1 = R\,i^2 = 20 \times 2^2 = 80\ \text{W}$

(Ela recebe 20 × 2 = 40 V, a tensão nominal: brilha normalmente.)

Passo 5 — a corrente em $L_5$ . Os dois ramos do meio são iguais, então os 2 A se dividem ao meio: 1 A passa por $L_3$ e $L_5$ .

⚠️ A armadilha: achar que, por ser uma lâmpada só no ramo, $L_5$ leva a corrente total de 2 A (alternativa B). A corrente se divide entre os dois ramos em paralelo.

A ideia em uma frase: ache R de cada lâmpada pelos valores nominais, monte a equivalente e acompanhe a corrente: inteira nas lâmpadas em série com a fonte, dividida nos ramos paralelos.

Resposta: alternativa A (80 W e 1 A).

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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