Questão 105 — ENEM 2021 (Natureza)

Um garoto precisa montar um circuito que acenda três lâmpadas de cores diferentes, uma de cada vez. Ele dispõe das lâmpadas, de fios, uma bateria e dois interruptores, como ilustrado, junto com seu símbolo de três pontos. Quando esse interruptor fecha AB, abre BC e vice-versa.

O garoto fez cinco circuitos elétricos usando os dois interruptores, mas apenas um satisfaz a sua necessidade. Esse circuito é representado por

Resolução

A questão avalia o conceito de interruptor comutador (chave de três terminais) e sua aplicação em circuitos elétricos em série.

O interruptor comutador possui três terminais: A, B e C. O terminal B é o comum — ele se conecta a A ou a C, nunca aos dois ao mesmo tempo. Assim, em qualquer posição do interruptor, há exatamente um caminho possível para a corrente.

Para acender três lâmpadas uma de cada vez, os dois interruptores devem ser ligados em cascata (configuração em árvore):

  1. A bateria alimenta o terminal B do primeiro interruptor.
  2. O terminal A do primeiro interruptor liga à lâmpada VERDE (retorno à bateria).
  3. O terminal C do primeiro interruptor liga ao terminal B do segundo interruptor.
  4. O terminal A do segundo interruptor liga à lâmpada VERMELHA (retorno à bateria).
  5. O terminal C do segundo interruptor liga à lâmpada AZUL (retorno à bateria).

Com isso, as combinações possíveis são: 1º fecha AB → VERDE acende (independente do 2º); 1º fecha BC e 2º fecha AB → VERMELHA acende; 1º fecha BC e 2º fecha BC → AZUL acende. Em nenhuma combinação duas lâmpadas acendem simultaneamente.

Os circuitos incorretos apresentam falhas como: interruptores ligados em paralelo (permitindo que duas lâmpadas acendam ao mesmo tempo), terminais C dos dois interruptores interligados entre si sem conectar às lâmpadas corretamente, ou ausência de caminho completo para uma das lâmpadas — fazendo com que ela nunca possa ser acesa.

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