Insper 2019 (Engenharias, 2º semestre) — questão 9 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a corrente total da fonte de 240 V com os três motores funcionando nas condições nominais.

Passo 1 — como ligar. O motor de 240 V vai direto nos terminais da fonte. Os dois de 120 V, iguais, vão em série entre si: cada um fica com metade dos 240 V. Esse par fica em paralelo com o motor de 240 V.

Passo 2 — as correntes. Pela potência, i = P/U:

$$i_{120} = \frac{90}{120} = 0{,}75\ \text{A}$$

$$i_{240} = \frac{60}{240} = 0{,}25\ \text{A}$$

No ramo em série, a corrente é a mesma nos dois motores de 120 V: 0,75 A.

Passo 3 — a corrente da fonte. Somam-se as correntes dos dois ramos em paralelo:

$$i = 0{,}75 + 0{,}25 = 1{,}0\ \text{A}$$

Conferindo: a potência total é 90 + 90 + 60 = 240 W; com 240 V, a corrente é 240/240 = 1,0 A.

⚠️ A armadilha: somar as três correntes nominais (0,75 + 0,75 + 0,25 = 1,75 A), como se os motores de 120 V estivessem em paralelo com a fonte. Mas ligados direto em 240 V eles queimariam; em série, compartilham a mesma corrente.

A ideia em uma frase: com tudo funcionando no nominal, a corrente da fonte é a potência total dividida pela tensão da fonte.

Resposta: alternativa A (1,0 A).