Sobre o tema
Este problema aborda a associação de lâmpadas em série com um divisor de tensão resistivo. O entendimento das leis de Ohm e Kirchhoff é essencial para determinar o ponto de conexão que fornece as tensões nominais das lâmpadas. A questão explora o equilíbrio entre potência, tensão e resistência em circuitos elétricos, comum em questões do ENEM. A resolução envolve calcular as resistências das lâmpadas a partir de suas especificações e, em seguida, aplicar a lei de Ohm para encontrar a tensão necessária no ponto de derivação do fio resistivo.
Tópicos relacionados
- Lei de Ohm e resistência elétrica
- Associação de resistores em série
- Divisor de tensão resistivo
- Potência elétrica e tensão nominal
- Circuitos elétricos no ENEM
Enunciado
Uma caixa decorativa utiliza duas pequenas lâmpadas, L1 (6 volts e 9 watts) e L2 (12 volts e 18 watts), ligadas em série a uma bateria de tensão VQR. Um fio resistivo QR, de 48 centímetros, está ligado em paralelo à bateria. Cinco pontos, A, B, C, D e E, dividem o fio QR em seis segmentos de comprimentos iguais. O circuito também tem um amperímetro com dois terminais. Um dos terminais (P) está ligado ao fio entre as duas lâmpadas. O outro terminal (S) está livre e será ligado ao fio QR. Dependendo do ponto em que esse terminal livre for conectado, ocorrerá a mudança na tensão à qual as lâmpadas são submetidas. Os demais fios do circuito têm resistências elétricas desprezíveis. A figura ilustra esse circuito.
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Em qual desses pontos o amperímetro deve ser conectado para que as lâmpadas acendam exatamente segundo as especificações de tensão e potência elétricas fornecidas?
Alternativas
- A)
A
- B)
B
- C)
C
- D)
D
- E)
E
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Perguntas frequentes
Como calcular a resistência de uma lâmpada a partir de sua potência e tensão nominais?
Usando a fórmula P = V²/R, isolamos R = V²/P. Por exemplo, para L1: 6V e 9W, R1 = 36/9 = 4 Ω.
O que é um divisor de tensão e como funciona?
É um circuito que utiliza resistores em série para obter uma fração da tensão total. A tensão em um resistor é proporcional à sua resistência.
Por que as lâmpadas em série não podem ser ligadas diretamente a uma bateria de tensão maior que a soma de suas tensões nominais?
Porque a corrente seria a mesma para ambas, e a tensão se dividiria de acordo com suas resistências, podendo exceder a tensão nominal de uma delas.