Questão 97 do ENEM 2023 — Física
Para se utilizar um controle remoto que funciona com uma diferença de potencial de 3 V, compraram-se duas pilhas tipo AA de 1,5 V cada uma. Sabe-se que a ligação em série dessas pilhas possibilita um aumento da diferença de potencial do conjunto e da energia total disponível. Quando ligadas em paralelo, no entanto, só ocorre o aumento da energia total disponível.
Qual dos esquemas representa a ligação correta das pilhas utilizadas no controle remoto?
Resolução comentada
A questão pede a ligação de duas pilhas de 1,5 V que entregue 3 V ao controle; a ferramenta é a regra da associação de fontes: em série as tensões se somam, em paralelo a tensão se mantém.
Cada esquema mostra duas pilhas com um polo negativo e um positivo, dois fios de saída (os pontos pretos, que vão ao controle) e fios entre as pilhas. Para somar tensões, o polo positivo de uma precisa estar ligado ao polo negativo da outra, e os dois terminais livres restantes (um positivo e um negativo) é que saem para o aparelho.
Conta: série correta → 1,5 V + 1,5 V = 3 V. Paralelo com polos iguais juntos → 1,5 V. Série com uma pilha invertida → 1,5 V − 1,5 V = 0 V.
A resposta é o esquema em que as duas pilhas têm a mesma orientação (positivo em cima, negativo embaixo), o fio sai do positivo da pilha da esquerda e desce até o negativo da pilha da direita, e os dois pontos de saída ficam no negativo da esquerda e no positivo da direita: é a série correta, com 3 V.
As demais falham assim: o desenho em que os dois polos negativos se unem no mesmo fio (e os dois positivos no outro) é paralelo, dá só 1,5 V e apenas aumenta a energia; o desenho em que uma pilha está invertida e as duas estão ligadas topo com topo e base com base é paralelo com polaridades opostas, que forma curto-circuito; o desenho em que cada pilha liga o seu positivo ao terminal em que a outra liga o negativo (fios cruzados até os dois pontos) também é um curto, sem tensão útil; e o desenho em que há uma ligação em série, mas uma das pilhas está invertida (negativo com negativo), subtrai as tensões e entrega 0 V.