Um multímetro pode atuar como voltímetro (leitura em volt) ou como amperímetro (leitura em ampère), dependendo da função selecionada. A forma de conectar o multímetro ao circuito depende da grandeza física a ser medida. Uma lâmpada de lanterna, de resistência elétrica igual a 40 Ω, brilha quando conectada a quatro pilhas em série, cada uma com 1,5 V de tensão elétrica. O multímetro 2 indica o valor 5,62, conforme a figura, e o multímetro 1 está conectado, porém desligado.
Ao se ligar o multímetro 1, a grandeza física e o seu valor correspondente indicados na tela são, respectivamente,
A) corrente elétrica e 0,14.
B) corrente elétrica e 0,15.
C) corrente elétrica e 0,29.
D) tensão elétrica e 0,14.
E) tensão elétrica e 225.
Resolução em texto
Matérias Necessárias para a Solução da Questão: Eletricidade, Circuitos Elétricos
Nível da Questão: Médio
Gabarito: A
Tema/Objetivo Geral: Identificar a forma de conexão de multímetros (voltímetro e amperímetro) e calcular a corrente elétrica em um circuito com lâmpada e pilhas em série.
Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
📌 Retomada do Comando: A questão apresenta um circuito com quatro pilhas em série (cada uma de 1,5 V), totalizando 6,0 V, ligadas a uma lâmpada de 40 Ω. O multímetro 2, conectado em paralelo com a lâmpada, registra 5,62 na escala de tensão (V). O multímetro 1 está em série, porém desligado. Ao ligá-lo, precisamos saber que grandeza física ele irá medir e qual será o valor indicado.
🔹 Explicação Detalhada: É preciso identificar que o multímetro 1, por estar em série, funcionará como amperímetro, medindo a corrente no circuito. Em seguida, devemos calcular essa corrente com base na tensão lida (5,62) e na resistência (40 Ω).
📌 Identificação de Palavras-chave: “multímetro em série”, “corrente elétrica”, “tensão de 5,62 V”, “resistência de 40 Ω”.
📌 Definição do Objetivo: Determinar qual grandeza (corrente ou tensão) será medida e o valor indicado pelo multímetro 1.
“Agora que o comando foi analisado e o objetivo definido, vamos abordar os conceitos e conteúdos necessários.”
Passo 2: Explicação de Conceitos Necessários
📌 Conceitos Teóricos Essenciais:
🔹 Amperímetro (Multímetro em Série): Mede a corrente que atravessa o circuito. Deve ser ligado em série com o elemento onde se deseja medir a corrente.
🔹 Voltímetro (Multímetro em Paralelo): Mede a diferença de potencial (ddp) entre dois pontos do circuito. Deve ser ligado em paralelo ao componente.
📌 Definições Importantes:
🔹 Lei de Ohm (V = R × i): Relação fundamental entre tensão (V), resistência (R) e corrente (i).
🔹 Circuito em Série: A corrente é a mesma em todos os componentes do circuito.
📌 Representações Visuais:
🔹 (imagem ilustrativa de um multímetro em série com a lâmpada e outro em paralelo, destacando as leituras de corrente e tensão)
“Com os conceitos bem estabelecidos, vamos agora interpretar o texto da questão.”
Passo 3: Tradução e Interpretação do Texto
📌 Análise do Contexto:
🔹 O enunciado descreve duas leituras diferentes: o multímetro 2 (voltímetro) indicando 5,62 V, e o multímetro 1 (desligado) em série, que, ao ser ligado, medirá a corrente.
📌 Identificação de Frases-chave:
🔹 “O multímetro 2 indica o valor 5,62”, “multímetro 1 está conectado em série com o circuito”.
📌 Relação com o Conteúdo de Eletricidade:
🔹 Em um circuito simples, o valor de tensão medido pelo voltímetro e a resistência do componente permitem o cálculo da corrente.
📌 Coloque-se no Lugar de um Técnico Eletrônico:
🔹 Imagine que você precisa verificar tanto a tensão que chega à lâmpada (com o multímetro 2) quanto a corrente que passa pela lâmpada (com o multímetro 1). Dessa forma, fica claro por que um multímetro está em paralelo e o outro em série.
“Agora que o texto foi interpretado, vamos desenvolver o raciocínio e, se necessário, os cálculos ou explicações técnicas para a resolução completa.”
Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio
📌 Resolução Completa:
🔹 O multímetro 2, em paralelo, mede a diferença de potencial (5,62 V).
🔹 O multímetro 1, em série, ao ser ligado, funcionará como amperímetro.
🔹 Para encontrar a corrente, aplicamos a Lei de Ohm, sabendo que:
✔ V = 5,62 (conforme indicado pelo multímetro 2)
✔ R = 40 Ω
✔ i = V / R = 5,62 / 40 = 0,1405 A
🔹 Em notação simplificada, arredondamos para 0,14 A.
📌 Explicação da Lógica Elétrica:
🔹 O valor de 5,62 V é a tensão efetivamente aplicada sobre a lâmpada de 40 Ω. Dividindo a tensão pela resistência, obtemos a corrente que atravessa o circuito.
📌 Ilustrações Descritivas:
🔹 (imagem mostrando o circuito com a lâmpada e a medição de corrente em série, enfatizando o cálculo i = 5,62 / 40)
“Com o raciocínio desenvolvido, vamos agora analisar as alternativas apresentadas.”
Passo 5: Análise das Alternativas e Resolução
📌 Reescrita e Análise das Alternativas:
- A) Corrente elétrica e 0,14.
✅ Justificativa: Correta, pois o multímetro em série mede a corrente, que calculamos em 0,14 A. - B) Corrente elétrica e 0,15.
❌ Justificativa: Um valor próximo, mas o cálculo exato indica 0,14 A (arredondamento de 0,1405 A). - C) Corrente elétrica e 0,29.
❌ Justificativa: Esse valor seria aproximadamente o dobro do calculado, sem base no cálculo de V / R. - D) Tensão elétrica e 0,14.
❌ Justificativa: O multímetro em série não mede tensão, e 0,14 não faz sentido como valor de tensão nesse contexto. - E) Tensão elétrica e 225.
❌ Justificativa: Não corresponde a nenhuma medição plausível no circuito apresentado.
“Finalmente, vamos concluir a resolução com um resumo e a justificativa final.”
Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
📌 Resumo do Raciocínio:
🔹 O multímetro em paralelo mede a tensão (5,62 V), enquanto o outro multímetro, em série, mede a corrente. Aplicando a Lei de Ohm (i = V / R), obtemos 0,14 A.
📌 Reafirmação da Alternativa Correta:
🔹 A alternativa A (corrente elétrica e 0,14) é a correta, pois representa a grandeza física medida (corrente) e o valor encontrado pelo cálculo.
🔍 Resumo Final:
🔹 Quando o multímetro 1 é ligado em série, ele passa a medir a corrente no circuito, que vale aproximadamente 0,14 A, confirmando a resposta correta na opção A.
