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Questão 4966

PUC 2000
Física

(Puccamp-SP) No circuito representado no esquema abaixo, as lâmpadas L1, L2, L3, L4 e L5 são de 6,0 W e 12 V. O gerador de 24 V tem resistência interna desprezível. C1, C2, C3 e C4 são chaves que estão abertas e podem ser fechadas pelo operador. Duas dessas chaves não devem ser fechadas ao mesmo tempo porque causam aumento de tensão em uma das lâmpadas.

Essas duas chaves são:

A
C1 e C2
B
C3 e C4
C
C2 e C4
D
C2 e C3
E
C1 e C3

Gabarito: C3 e C4

Resolução:

Primeiro precisamos saber que o aumento da tensão se dará quando uma lâmpada estiver em paralelo e submetida a corrente total, sem divisões. Podemos encontrar a resistência de cada lâmpada assim:

P=frac{U^2}{R} ightarrow R=frac{U^2}{P} ightarrow frac{12^2}{6}=24Omega

Se fecharmos C3 e C4, somente vai passar corrente por L1, L3 e L4.

Calculando a resistência desse circuito:

\frac{1}{R_{eq}}=frac{1}{24}+frac{1}{24}=frac{1}{12}\\ R_{eq}=12\\ 24+12=36Omega

Sendo assim: 

i=frac{varepsilon }{R_{eq}}=frac{24}{36}=frac{2}{3}

Calculando a tensão na L1, temos:

U=Rcdot i=24Omega cdot frac{2}{3}A=16V> 12V

Logo, as chaves C3 e C4 não podem ser fechadas, letra B

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