PUC-RS 2014 — questão 8 de Física

Gabarito CEletrodinâmica — circuito série com amperímetros e voltímetro ideaisConcurso Vestibular · Verão

Enunciado da questão 8 de Física do PUC-RS 2014 — Enunciado — imagem da prova

Enunciado em texto

INSTRUÇÃO: Para responder à questão 8, considere o texto e a figura para analisar as afirmativas apresentadas na sequência.

No circuito elétrico mostrado na figura a seguir, um resistor de 4,0Ω e uma lâmpada, cuja resistência elétrica é 8,0Ω, estão ligados a uma fonte de 24V. Nesse circuito são conectados dispositivos de medida de corrente elétrica, os amperímetros $A_1$ e $A_2$ , e de diferença de potencial elétrico, o voltímetro V. Assume-se que os amperímetros e o voltímetro podem ser considerados ideais, ou seja, que seu efeito no circuito pode ser desprezado na forma como estão ligados.

[Figura: a fonte de 24V, o amperímetro $A_1$ e o resistor de 4,0Ω estão em série com um trecho formado por dois ramos em paralelo: num deles, a lâmpada de 8,0Ω em série com o amperímetro $A_2$ ; no outro, o voltímetro V.]

A partir da análise do circuito, afirma-se que:

I. As leituras dos amperímetros $A_1$ e $A_2$ são, respectivamente, 2,0A e 2,0A.

II. A leitura do voltímetro V é 24V.

III. As potências dissipadas no resistor e na lâmpada são, respectivamente, 16W e 32W.

Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s)

(A) I, apenas.

(B) I e II, apenas.

(D) II e III, apenas.

(E) I, II e III.

(Enunciado e figura: Concurso Vestibular PUC-RS 2014 (Verão) — PUCRS.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS).

Resolução comentada

O que a questão pede: julgar as leituras dos medidores e as potências.

Passo 1 — o circuito efetivo. O voltímetro ideal não deixa passar corrente, e os amperímetros ideais não têm resistência. Sobra um circuito em série: fonte, resistor de 4,0 Ω e lâmpada de 8,0 Ω.

$i = \frac{24}{4{,}0 + 8{,}0} = 2{,}0\ \text{A}$

I — verdadeira. Em série, a mesma corrente passa por $A_1$ e por $A_2$ : 2,0 A nos dois.

II — falsa. O voltímetro está em paralelo com a lâmpada, então mede só a tensão nela:

$U_L = 8{,}0 \times 2{,}0 = 16\ \text{V}$

Os outros 8 V ficam no resistor. Para ler 24 V ele teria de estar ligado direto nos polos da fonte.

III — verdadeira.

$P_R = R\,i^2 = 4{,}0 \times 4{,}0 = 16\ \text{W}$

$P_L = 8{,}0 \times 4{,}0 = 32\ \text{W}$

(Conferindo: 16 + 32 = 48 W = 24 V × 2,0 A, a potência da fonte.)

⚠️ A armadilha: achar que o voltímetro “mede a fonte” (afirmativa II). Ele mede a diferença de potencial entre os dois pontos em que está ligado, que são os terminais da lâmpada.

A ideia em uma frase: medidores ideais não alteram o circuito: amperímetro em série mede a corrente do ramo, voltímetro em paralelo mede a tensão só do trecho em que está ligado.

Resposta: alternativa C (I e III, apenas).

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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