Questão 57 — ENEM 2014 (Natureza)

Um sistema de iluminação foi construído com um circuito de três lâmpadas iguais conectadas a um gerador (G) de tensão constante. Esse gerador possui uma chave que pode ser ligada nas posições A ou B.

Considerando o funcionamento do circuito dado, a lâmpada 1 brilhará mais quando a chave estiver na posição

Resolução

Esta questão avalia o conceito de associação de resistores e a relação entre resistência equivalente, corrente elétrica e potência em circuitos de tensão constante.

Analisando o circuito: na posição A, as lâmpadas 2 e 3 ficam ligadas em paralelo entre si, e essa combinação fica em série com a lâmpada 1. Para lâmpadas idênticas de resistência R, a resistência equivalente vale R_{eq} = R + \frac{R}{2} = \frac{3R}{2}. Na posição B, as três lâmpadas ficam ligadas em série, resultando em R_{eq} = 3R.

Como o gerador fornece tensão constante V, pela Lei de Ohm a corrente total é I = \frac{V}{R_{eq}}. Na posição A, a resistência equivalente é menor (\frac{3R}{2} < 3R), portanto a corrente é maior e a potência dissipada pela lâmpada 1 — que recebe toda a corrente do circuito — é maior: P_1 = I^2 R.

As alternativas que indicam a posição B estão incorretas: nessa posição a corrente é menor (maior resistência em série), a potência total é menor, e o gerador não altera sua tensão conforme a posição da chave. A alternativa que menciona menor potência dissipada pelo gerador em A também está errada: com mais corrente circulando, o gerador fornece mais potência, não menos.

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