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Questão 98

ENEM 2023, Ciências da Natureza Dificuldade: Difícil Favoritar

O circuito com três lâmpadas incandescentes idênticas, representado na figura, consiste em uma associação mista de resistores. Cada lâmpada (L₁, L₂ e L₃) é associada, em paralelo, a um resistor de resistência R, formando um conjunto. Esses conjuntos são associados em série, tendo todas as lâmpadas o mesmo brilho quando ligadas à fonte de energia. Após vários dias em uso, apenas a lâmpada L₂ queima, enquanto as demais permanecem acesas.

Circuito: uma fonte de energia ligada em série a três conjuntos, cada um formado por uma lâmpada (L₁, L₂ e L₃) em paralelo com um resistor R

Em relação à situação em que todas as lâmpadas funcionam, após a queima de L₂, os brilhos das lâmpadas serão

Ver gabarito e resolução

Em resumo: Sem L₂, aquele conjunto fica só com R: a resistência total aumenta, a corrente cai, e L₁ e L₃ brilham menos.

Gabarito oficial: alternativa C.

Resolução

A questão pede o que acontece com o brilho das lâmpadas depois que L₂ queima.

Cada conjunto é uma lâmpada em paralelo com um resistor R. A resistência equivalente de um paralelo é menor que a de cada ramo. Quando L₂ queima, seu ramo se abre, e o conjunto do meio passa a ser só o resistor R, maior que o paralelo de antes.

  1. A resistência total do circuito em série aumenta.
  2. Com a mesma fonte, a corrente total diminui (i = U / R_{eq}).
  3. Os conjuntos de L₁ e L₃ não mudaram; com menos corrente passando por eles, a tensão em cada um cai, e a potência das lâmpadas diminui.

As lâmpadas L₁ e L₃ ficam com brilho menos intenso.

Alternativas

  • A) Errada. A corrente total muda, então o brilho também.
  • B) Errada. A corrente diminui; não aumenta.
  • C) Correta. L₁ e L₃ recebem menos corrente e brilham menos.
  • D) Errada. L₁ e L₃ estão em conjuntos iguais, em série; são afetadas da mesma forma.
  • E) Errada. Pelo mesmo motivo, não há diferença entre L₁ e L₃.

Logo, a resposta é a alternativa C.

Fonte: INEP/MEC.

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