Questão 116 do ENEM 2025 — Física
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 RC 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 RP
, 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:
Resolução comentada
A questão cobra associação de resistores e divisão de tensão. A fonte fornece uma tensão 20% maior que a recomendada para o equipamento, ou seja, Vfonte = 1,2·VC. O resistor de proteção deve, então, absorver o excesso de tensão, mantendo no aparelho (RC) apenas VC. As alternativas em figura mostram circuitos em paralelo e em série, com RP igual a 0,2, 1,2 ou 2,2 vezes RC.
Em paralelo, cada ramo fica submetido à tensão total da fonte, de modo que o equipamento continuaria recebendo 1,2·VC, independentemente do valor de RP. Logo, as figuras com resistor em paralelo não resolvem nada. É preciso um circuito em série, em que a tensão se divide proporcionalmente às resistências: VC = Vfonte · RC / (RC + RP). Substituindo, VC = 1,2·VC · RC / (RC + RP), o que leva a RC + RP = 1,2·RC e, portanto, RP = 0,2·RC.
A resposta é, então, o circuito em série com RP = 0,2·RC. As séries com 1,2·RC e 2,2·RC deixariam no aparelho só cerca de 45% e 31% da tensão da fonte. O circuito em paralelo com 0,2·RC confunde os dois tipos de associação e não reduz a tensão no aparelho. Outro erro típico é pensar que "20% a mais" exige 1,2·RC.