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Questão 113

ENEM 2025, Ciências da Natureza Dificuldade: Difícil Favoritar

Em sua maioria, os equipamentos eletrônicos domésticos demandam baixa potência elétrica em corrente contínua. Para alimentá-los, uma fonte externa ou embutida transforma a corrente alternada em corrente contínua de baixa tensão. Entretanto, cada equipamento tem suas especificidades, e muitas vezes não é possível simplesmente trocar essas fontes sem levar em conta a tensão, a corrente ou a potência elétrica de saída.

Considere um equipamento de resistência elétrica R_C que funciona corretamente apenas em um dado valor de tensão. Porém, a única fonte de alimentação disponível fornece uma tensão 20% superior à tensão recomendada. Para adaptar essa fonte ao aparelho, a associação de um resistor de proteção R_P, de potência adequada, se faz necessária.

A configuração adequada do circuito e o valor do resistor de proteção, em relação ao valor da resistência do equipamento, são:

Ver gabarito e resolução

Em resumo: Em série, o resistor de proteção fica com o excesso de 20% da tensão: para isso, ele precisa valer 0,2 Rc.

Gabarito oficial: alternativa E.

Resolução

A questão pede a ligação e o valor do resistor de proteção.

A fonte fornece uma tensão 20% maior que a recomendada: se o aparelho precisa de U, a fonte dá 1{,}2U. Para "sobrar" só U no aparelho, o resistor de proteção deve ficar em série, dividindo a tensão. Em série, a corrente é a mesma nos dois, e a tensão se divide na proporção das resistências:

U_C = 1{,}2U \cdot \frac{R_C}{R_C + R_P} = U \Rightarrow R_C + R_P = 1{,}2\,R_C \Rightarrow R_P = 0{,}2\,R_C

O resistor fica com os 0,2U de excesso. É a configuração da alternativa E.

Alternativas

  • A) Errada. Em paralelo, o aparelho continua recebendo toda a tensão da fonte.
  • B) Errada. O mesmo problema: em paralelo, não há redução da tensão no aparelho.
  • C) Errada. Em série, mas com R_P = 1{,}2\,R_C o aparelho receberia só 1/2{,}2 \approx 45\% da tensão da fonte, bem menos que o necessário.
  • D) Errada. Com R_P = 2{,}2\,R_C, a tensão no aparelho cairia ainda mais.
  • E) Correta. Série com R_P = 0{,}2\,R_C deixa no aparelho exatamente a tensão recomendada.

Logo, a resposta é a alternativa E.

Fonte: INEP/MEC.

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