Question

2)
Um detector de fumaça é uma câmara formada por dois compartimentos nos quais são inseridas duas células fotocondutoras, que são elementos cuja resistência varia com a luminosidade, e uma fonte de luz, conforme ilustra a figura I. Em condições normais, os raios de luz provenientes da fonte atingem as duas células igualmente. Na ocorrência de um incêndio, apenas a câmara inferior será preenchida pela fumaça e, assim, a luminosidade na célula será alterada, causando mudança na sua resistência.

Figura I. Esquemático do detector de fumaça.



Fonte: Boylestad (2004)

O circuito do detector de fumaça é mostrado na figura II, no qual existe uma ponte de Wheatstone. Em condições normais, as resistências das duas células são iguais e o circuito está equilibrado, de modo que a tensão Vab é nula. Na presença de fumaça, as resistências das células fotocondutivas tornam-se diferentes e, assim, surge uma diferença de potencial entre os pontos a e b. Se essa tensão for maior que um valor pré-estabelecido, um relé será acionado, o que por sua vez disparará um alarme.

Figura II. Circuito do detector de fumaça.



Considerando o circuito e dados da figura II, em que valor deverá ser ajustada a resistência variável R1 para que em condições normais, a tensão Vab seja nula?

Selecione uma alternativa:
a)
5 kΩ

b)
10 kΩ

c)
12 kΩ

d)
15 kΩ

e)
20 kΩ

Answer 1

A tensão Vab será nula quando o resistor R1 for ajustado para 5 kΩ.

Para que a diferença de potencial Vab seja nula, devemos estabelecer a condição de equilíbrio para a ponte de Wheatstone, que é quando a corrente que passa pelo centro da ponte é nula, neste caso, a relação entre os resistores é:

R1.R4 = R2.R3

Logo, substituindo os valores, encontramos R1:

R1.20 = 10.10

R1 = 100/20

R1 = 5 kΩ

Resposta: A