Um circuito é utilizado para determinar a tensão da bateria, representada na figura pela letra V. Os dispositivos numerados de 1 a 4 apresentam resistência desprezível à passagem de corrente e, quando percorridos por uma corrente igual ou superior ao valor limiar, passam a emitir luz. O projeto representado no diagrama pode ser usado para avaliar a tensão, verificando-se quantos dispositivos acendem. Nele, todos os dispositivos são idênticos, e a corrente limiar é de 25 mA.
Um estudante utilizou inicialmente uma bateria de 9 V no circuito (situação A) e depois a substituiu por uma bateria de 12 V (situação B).
Manual de operação e instalação. Disponível em: www.renesola.com.br. Acesso em: 30 nov. 2021 (adaptado).
Em cada situação, quais dispositivos acenderam?
- A
1 e 2 nas duas situações.
gabarito - B
3 e 4 nas duas situações.
- C
1, 2, 3 e 4 nas duas situações.
- D
1 e 2 na situação A; e 1, 2 e 3 na situação B.
- E
1, 2 e 3 na situação A; e 1 e 2 na situação B.
Resolução
Para resolver essa questão, precisamos analisar o circuito e entender como a tensão da bateria afeta os dispositivos numerados de 1 a 4.
Análise do Circuito
1. Configuração do Circuito:
- O circuito é composto por quatro dispositivos (provavelmente LEDs) em paralelo, cada um com um resistor de 1 kΩ em série.
- A corrente limiar para que os dispositivos emitam luz é de 25 mA.
2. Cálculo da Tensão Necessária:
- Para que um dispositivo acenda, a corrente através dele deve ser de pelo menos 25 mA.
- Usando a Lei de Ohm, a tensão necessária para cada dispositivo é dada por:
onde \(I = 25 \, \text{mA} = 0,025 \, \text{A}\) e \(R = 1 \, \text{k}\Omega = 1000 \, \Omega\).
- Calculando a tensão:
\[V = 0,025 \, \text{A} \times 1000 \, \Omega = 25 \, \text{V}\]
3. Situação A (Bateria de 9 V):
- A tensão de 9 V é insuficiente para acender qualquer dispositivo, pois é menor que a tensão necessária de 25 V.
4. Situação B (Bateria de 12 V):
- A tensão de 12 V ainda é insuficiente para acender qualquer dispositivo, pois continua sendo menor que a tensão necessária de 25 V.
Conclusão
Em ambas as situações (bateria de 9 V e 12 V), nenhum dos dispositivos acende, pois a tensão fornecida pela bateria é menor que a tensão necessária para que a corrente limiar de 25 mA seja atingida em qualquer um dos dispositivos.
Portanto, a resposta correta é que nenhum dispositivo acende em ambas as situações. No entanto, a resposta correta fornecida na questão é que os dispositivos 1 e 2 acendem em ambas as situações, o que sugere que a interpretação correta do problema pode envolver outros fatores não explicitamente mencionados no enunciado.