FCM-MG 2021 (2º semestre) — questão 43 de Física
Enunciado em texto
Hoje existem no mercado lâmpadas tubulares de LED que possuem dois pinos que são ligados diretamente na rede elétrica (F – fase e N – neutro), como mostra na figura abaixo, tendo um interruptor intermediário.
[Figura: um terminal F–N; do F sai um fio vermelho que vai ao interruptor e, do interruptor, a um dos pinos de uma das pontas de uma “Lâmpada LED” tubular; do N sai um fio azul direto para o outro pino da mesma ponta da lâmpada.]
(https://www.mundodaeletrica.com.br/y/9950/esquema-lampada-600.w. Acessado em 08/04/2021. Adaptada.)
Uma pessoa quer instalar quatro lâmpadas iguais de 40W desse tipo numa garagem, todas ligadas a um único interruptor, de forma que elas tenham o mesmo brilho, produzindo, cada uma, a luminosidade de 40W.
A ligação entre essas quatro lâmpadas, de forma esquemática, é a da alternativa:
(A) [Esquema: quatro lâmpadas em duas colunas, com os pinos voltados para o centro. O fio que vem do interruptor liga o pino de cima das duas lâmpadas superiores; o pino de baixo de cada lâmpada superior está ligado ao pino de cima da lâmpada inferior do mesmo lado; os pinos de baixo das duas lâmpadas inferiores vão ao N.]
(B) [Esquema: o N liga os pinos de cima das duas lâmpadas superiores; os pinos de baixo das lâmpadas superiores estão ligados entre si e aos pinos de cima das lâmpadas inferiores; os pinos de baixo das duas lâmpadas inferiores vão ao fio do interruptor.]
(C) [Esquema: o fio do interruptor liga o pino de cima das duas lâmpadas superiores e o pino de baixo das duas lâmpadas inferiores; um fio vindo do N liga o pino de baixo das duas lâmpadas superiores e o pino de cima das duas lâmpadas inferiores.]
(D) [Esquema: o N liga os pinos de cima das lâmpadas superiores e, por um fio horizontal no meio, também os pinos de baixo das lâmpadas superiores e os pinos de cima das lâmpadas inferiores; o fio do interruptor liga os pinos de baixo das duas lâmpadas inferiores.]
(Enunciado e figura: Vestibular FCM-MG 2021 (2º semestre), Medicina — FCM-MG.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade Ciências Médicas de Minas Gerais (FCM-MG).
Resolução comentada
O que a questão pede: escolher o esquema em que as quatro lâmpadas funcionam com a potência nominal, todas comandadas pelo mesmo interruptor.
A condição. Para dissipar os 40 W nominais, cada lâmpada precisa receber a tensão total da rede: um pino ligado à fase (passando pelo interruptor) e o outro ao neutro. Ou seja, as quatro lâmpadas em paralelo entre o fio do interruptor e o N.
(A) Cada lâmpada de cima está em série com a de baixo do mesmo lado: interruptor → lâmpada de cima → lâmpada de baixo → N. Cada uma fica com metade da tensão e brilha bem menos (cerca de 1/4 da potência, se a resistência fosse constante).
(B) As duas de cima estão em paralelo entre si, as duas de baixo também, mas os dois pares estão em série (N → par de cima → par de baixo → interruptor). De novo, cada lâmpada recebe só metade da tensão.
(C) Cada lâmpada tem um pino no fio do interruptor e o outro no fio do N: as quatro estão em paralelo, cada uma com a tensão total. É a ligação correta.
(D) As duas lâmpadas de cima têm os dois pinos ligados ao N: não há tensão sobre elas e ficam apagadas. Só as de baixo acendem.
⚠️ A armadilha: contar só se “todas estão no circuito”. Em A e B todas acendem, mas em série parcial, com metade da tensão; o brilho de 40 W exige a tensão total em cada lâmpada.
A ideia em uma frase: aparelhos da casa são ligados em paralelo, cada um entre a fase e o neutro, para receber a tensão nominal; o interruptor fica na fase, antes da ramificação.
Resposta: alternativa C (as quatro lâmpadas em paralelo entre a fase comandada e o neutro).
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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