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Ciências da Natureza ENEM 2017 difícil~2 min

Questão 110 do ENEM 2017 comentada

Aprenda a relacionar a corrente máxima de um fusível com a tensão em um circuito elétrico.

Numeração do caderno azul · Ciências da Natureza

Questão 110ENEM 2017

Fusível é um dispositivo de proteção contra sobrecorrente em circuitos. Quando a corrente que passa por esse componente elétrico é maior que sua máxima corrente nominal, o fusível queima. Dessa forma, evita que a corrente elevada danifique os aparelhos do circuito. Suponha que o circuito elétrico mostrado seja alimentado por uma fonte de tensão U e que o fusível suporte uma corrente nominal de 500 mA.

figura da questão

Qual é o máximo valor da tensão U para que o fusível não queime?

  1. A
    20 V
  2. B
    40 V
  3. C
    60 V
  4. D
    120 V
  5. E
    185 V

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Ver a resposta e a resolução

Resposta: Dgabarito oficial do INEP

O que a questão cobra

A questão exige analisar as ligações do circuito e calcular a corrente que atravessa o fusível. Você deve comparar essa corrente com o limite nominal indicado no texto.

Resolução

Quando a corrente que passa por esse componente elétrico é maior que sua máxima corrente nominal, o fusível queima.

Na figura, o fusível liga o ponto central ao ponto inferior, e a fonte fica entre os pontos laterais. Enquanto o fusível está intacto, ele funciona como um fio: os dois pontos que ele liga ficam no mesmo potencial.

Chamando de U a tensão da fonte e de V a tensão nesses dois pontos, as correntes que chegam ao ponto central vêm pelos resistores de 120 Ω e 30 Ω. A análise dos ramos do circuito dá V = U/2. Como a corrente no resistor de 30 Ω é nula, toda a corrente que chega ao ponto central pelo resistor de 120 Ω atravessa o fusível.

I_fusível = (U − V)/120 Ω = U/240 Ω

O fusível suporta, no máximo, 500 mA, ou 0,5 A. Portanto:

0,5 A = U/240 Ω
U = 120 V

Assim, 120 V é a maior tensão que mantém a corrente no limite nominal, sem ultrapassá-lo.

Alternativa por alternativa

  • A

    Com 20 V, a corrente no fusível seria 20/240 = 0,083 A, abaixo do limite; por isso, esse valor não é o máximo.

  • B

    Com 40 V, a corrente seria 40/240 = 0,167 A, abaixo do limite; essa tensão também não é a máxima permitida.

  • C

    Com 60 V, a corrente seria 60/240 = 0,25 A, abaixo do limite; portanto, ainda seria possível aumentar a tensão.

  • D

    Correta. Com 120 V, a corrente seria 120/240 = 0,5 A, exatamente o limite nominal do fusível. É o maior valor que não o faz queimar.

  • E

    Com 185 V, a corrente seria 185/240 ≈ 0,771 A, acima de 0,5 A; o fusível queimaria.

Para lembrarPara o fusível não queimar, a corrente no circuito não pode ultrapassar sua corrente nominal máxima.

Resolução escrita com ajuda de IA a partir do gabarito oficial e revisada por um segundo modelo antes de ir ao ar. Achou erro? Avise a gente.

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