Ano 2022#ciencias-natureza

Sobre o tema

A questão aborda um circuito elétrico simples com pilhas e lâmpada, envolvendo conceitos como força eletromotriz, resistência interna, associação em série e potência elétrica. O problema simula um erro comum ao trocar pilhas: inverter a polaridade de uma delas. Compreender o efeito da inversão na tensão total e na corrente é essencial para resolver. A lâmpada incandescente tem especificações de potência e tensão, permitindo calcular sua resistência através da fórmula P = V²/R. A partir disso, aplica-se a Lei de Ohm e a análise de malhas para determinar a corrente no circuito. Essa situação é útil para entender o comportamento de baterias em série e o impacto de conexões incorretas, tópico frequente em eletricidade básica.

Tópicos relacionados

Força eletromotriz e resistência interna
Associação de pilhas em série
Lei de Ohm e potência elétrica
Efeito da inversão de polaridade
Cálculo de corrente em circuito simples

Enunciado

Uma lanterna funciona com três pilhas de resistência interna igual a 0,5 Ω cada, ligadas em série. Quando posicionadas corretamente, devem acender a lâmpada incandescente de especificações 4,5 W e 4,5 V. Cada pilha na posição correta gera uma f.e.m. (força eletromotriz) de 1,5 V. Uma pessoa, ao trocar as pilhas da lanterna, comete o equívoco de inverter a posição de uma das pilhas. Considere que as pilhas mantêm contato independentemente da posição.

Com esse equívoco, qual é a intensidade de corrente que passa pela lâmpada ao se ligar a lanterna?

Alternativas

A)
0,25 A
B)
0,33 A
C)
0,75 A
D)
1,00 A
E)
1,33 A

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Perguntas frequentes

O que é resistência interna de uma pilha?

É a resistência que a própria pilha oferece à passagem de corrente, devido aos materiais e reações químicas internas. Ela dissipa energia na forma de calor e reduz a tensão disponível para o circuito externo.

Como calcular a resistência de uma lâmpada a partir de suas especificações?

Pela fórmula de potência: P = V² / R, onde P é a potência nominal, V a tensão nominal. Isolando R: R = V² / P. Para a lâmpada do exemplo, R = (4,5 V)² / 4,5 W = 4,5 Ω.

O que acontece com a corrente quando uma pilha é invertida em uma associação série?

A tensão dessa pilha passa a subtrair das demais, reduzindo a força eletromotriz total do conjunto. Isso diminui a corrente no circuito, pois a resistência total permanece praticamente a mesma.