Um garoto precisa montar um circuito que acenda três lâmpadas de cores diferentes, uma de cada vez. Ele dispõe das lâmpadas, de fios, uma bateria e dois interruptores, como ilustrado, junto com seu símbolo de três pontos. Quando esse interruptor fecha AB, abre BC e vice-versa.
O garoto fez cinco circuitos elétricos usando os dois interruptores, mas apenas um satisfaz a sua necessidade.
Esse circuito é representado por
Resolução em Texto
Matérias Necessárias para a Solução:
- Física (circuitos elétricos e princípios de eletricidade);
- Interpretação de diagramas.
Nível da Questão: Médio (padrão ENEM).
Gabarito: D
1º Passo: Análise do Comando e Definição do Objetivo
Comando da questão: Identificar o circuito que atende à necessidade de acender uma única lâmpada por vez.
Palavras-chave:
- “Acender uma única lâmpada por vez”;
- “Dois interruptores (AB-BC)”;
- “Representação do circuito”.
Objetivo: Determinar qual esquema de circuito permite que cada interruptor selecione apenas uma lâmpada para acender, evitando que múltiplas lâmpadas fiquem ligadas simultaneamente.
Dica Geral: ⚠️ Ao analisar circuitos elétricos, observe se a conexão feita pelos interruptores possibilita controlar individualmente o fluxo de corrente elétrica para cada lâmpada, sem curto-circuitos.
2º Passo: Tradução e Interpretação do Circuito
- Contexto elétrico: O interruptor AB-BC deve controlar o fluxo de corrente para que apenas um dos caminhos esteja ativado, ligando uma única lâmpada por vez.
- Requisitos do circuito:
- O fio que conecta os polos deve garantir que a corrente flua apenas para o caminho desejado.
- As lâmpadas precisam ser isoladas para que não haja iluminação simultânea.
Conclusão parcial: Para que o objetivo seja cumprido, o circuito deve ser configurado de maneira que o interruptor redirecione a corrente exclusivamente para uma das três lâmpadas.
3º Passo: Explicação de Conceitos Necessários
- Interruptores do tipo AB-BC: São dispositivos que permitem alternar a corrente elétrica entre dois circuitos diferentes. Fechar AB direciona a corrente para um circuito, enquanto fechar BC redireciona para outro.
- Funcionamento de lâmpadas: As lâmpadas acendem apenas quando recebem corrente elétrica do fio ativo.
4º Passo: Análise das Alternativas
Alternativa A:
- Neste esquema, o fluxo de corrente pode passar por mais de uma lâmpada dependendo da posição do interruptor.
- Conclusão: Alternativa incorreta, pois permite que mais de uma lâmpada acenda simultaneamente.
Alternativa B:
- Apresenta uma configuração semelhante à alternativa A, mas ainda mantém conexões que podem ativar múltiplas lâmpadas ao mesmo tempo.
- Conclusão: Alternativa incorreta, pelo mesmo motivo.
Alternativa C:
- A corrente elétrica não está isolada corretamente entre as lâmpadas, permitindo múltiplas ativações.
- Conclusão: Alternativa incorreta.
Alternativa D:
- Este circuito apresenta a configuração correta, com interruptores redirecionando o fluxo elétrico para cada lâmpada de forma individual.
- Conclusão: Alternativa correta, pois atende à necessidade de acender apenas uma lâmpada por vez.
Alternativa E:
- As conexões neste esquema são inadequadas para isolar o fluxo de corrente entre as lâmpadas.
- Conclusão: Alternativa incorreta.
Dica Geral: ⚠️ Circuitos com interruptores devem ser analisados quanto à lógica de redirecionamento de corrente. Verifique sempre se os componentes estão adequadamente isolados.
5º Passo: Conclusão e Justificativa Final
Conclusão: A Alternativa D é a correta, pois apresenta o único circuito que permite o controle individual de cada lâmpada por meio dos interruptores AB e BC.
Resumo Final: O circuito representado na alternativa D organiza as conexões de forma que cada interruptor controla exclusivamente uma lâmpada, garantindo o objetivo de acender apenas uma por vez. Isso é obtido pelo redirecionamento adequado da corrente elétrica para os caminhos distintos.
