Question

Para evitar que componentes eletrônicos sejam danificados, muitos circuitos contam com dispositivos capazes de interromper a corrente elétrica que passa neles. Um exemplo de circuito como esse é representado na imagem abaixo.

Nesse circuito, observa-se a presença de um fusível F, cuja função é proteger o resistor R que está ligado em série com ele. Considerando que todas as resistências R do circuito são iguais e que V é a máxima tensão que pode ser aplicada ao circuito para que o fusível F de 2A não queime após a chave S ser fechada, a corrente elétrica que passa pelo amperímetro ideal A nessa situação é igual a:

A) 0A, pois o fusível interrompe a corrente no circuito.

B) 1A, pois a corrente do amperímetro é metade da corrente nominal do fusível.

C) 1A, pois a corrente do amperímetro é ⅔ da corrente que passa pelo circuito.

D) 2A, pois a corrente amperímetro tem que ser igual à corrente nominal do fusível.

E) 2A, pois a corrente do amperímetro é ⅔ da corrente que passa pelo circuito.

#simuladoENEM2021

Answer 1

A alternativa correta é a letra E, a corrente elétrica é igual a 2A.

Nessa questão, precisamos descobrir a corrente que passa pelo amperímetro quando a tensão da fonte produz a corrente máxima que pode passar pelo fusível.

O fusível é de 2A, e isso quer dizer que ele se queima sempre que a corrente for maior que esse valor. Portanto, 2A é a corrente que vai passar pelo fusível na situação descrita pelo enunciado:

• Há um braço paralelo com o braço em que está o fusível. A resistência desse braço é o dobro da resistência no braço em que está o fusível.

Como $\boxed{i=\frac{V}{R}}$, a corrente para uma dada tensão é inversamente proporcional à resistência.

Como os braços estão em paralelo, a tensão sobre eles é a mesma, e as correntes são inversamente proporcionais. Assim, a corrente que passa pelo braço em paralelo é metade (inverso de 2) da corrente que passa no braço em que está o fusível.

Assim, temos (imagem 1):

• Utilizando a lei dos nós, que diz que a soma das correntes que chegam a um nó é igual à soma das que saem desse nó, concluímos que:

$\large \boxed{i_{t} =i_{1} +i_{2}}$ (imagem 2).

Conforme análise:

$\large \boxed{i_{t} =2 +1=3A}$

A partir da corrente total do circuito, podemos analisar a parte do circuito em que está o amperímetro. O amperímetro indica a corrente que passa por ele. Sendo assim, precisamos descobrir o valor da corrente que passa pelo fio que une os pontos B e D, conforme vemos na imagem 3.

Considerando que os fios são ideais, podemos afirmar que os resistores estão em paralelo e, como possuem a mesma resistência, serão percorridos pela mesma corrente, que será um terço da corrente total, logo, 1A (imagem 4).

A corrente que passa pelo amperímetro pode ser descrita conforme a imagem 5.

Notamos que ela será a soma das correntes dos resistores ligados de A para B e de C para B. Portanto:

$\large \boxed{i_{A} =1 +1=2A}$

Logo, a resposta correta é a alternativa E, pois a corrente que passa pelo amperímetro vale 2A, o que é equivalente a ⅔ da corrente total do circuito (3A).

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Answer 2

A corrente elétrica que passa pelo amperímetro ideal a nessa situação será igual a: 2A, pois a corrente do amperímetro é ⅔ da corrente que passa pelo circuito - letra e).

Vamos aos dados/resoluções:  

A corrente elétrica é conhecida como o fluxo caótico de portadores de carga, projetando a razão de uma diferença de potencial e como estamos tentando desenvolver para achar a corrente máxima, teremos:  

- 2A sendo representada pelo fusível, onde ele queimará, caso a corrente seja maior que esse valor.

PS: Como existe um acesso paralelo com o "braço" que está no fusível, isso cria uma resistência 2x maior nesse braço, do que no fusível em si, tendo como base a fórmula: I = V/R

Utilizando então a Lei dos nós, teremos:  

It = i1 + i2  

It = 2 + 1  

It = 3A

E já que achamos a corrente total, sabendo que os fios são ideias, teremos então que a soma das correntes dos resistores está diretamente conectado com o sentido de A para B e de C para B. Com isso:  

Ia = I + I = 2A (evidenciando que a alternativa correta é a letra e).  

Para saber mais sobre o assunto:  

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Espero ter ajudado nos estudos e bebam água :)