A resistência elétrica de um fio é determinada pela suas dimensões e pelas propriedades estruturais do material. A condutividade (σ) caracteriza a estrutura do material, de tal forma que a resistência de um fio pode ser determinada conhecendo-se L, o comprimento do fio e A, a área de seção reta. A tabela relaciona o material à sua respectiva resistividade em temperatura ambiente.
Mantendo-se as mesmas dimensões geométricas, o fio que apresenta menor resistência elétrica é aquele feito de:
A) tungstênio.
B) alumínio.
C) ferro.
D) cobre.
E) prata.
Resolução em Texto
📚 Matórias Necessárias para a Solução da Questão
- Eletrodinâmica (Resistência Elétrica, 2ª Lei de Ohm, Condutividade e Resistividade)
- Interpretação de Tabelas
🎯 Tema/Objetivo Geral: Relacionar o conceito de condutividade elétrica de um material com sua resistência elétrica, utilizando dados de uma tabela para identificar o melhor condutor.
📊 Nível da Questão: Fácil.
Por quê? A questão exige a compreensão de um conceito fundamental e inversamente proporcional: quanto maior a condutividade de um material, menor será sua resistência à passagem de corrente. Basta identificar o material com o maior valor de condutividade na tabela para encontrar a resposta.
✅ Gabarito: Alternativa E.
Resumo: Condutividade e resistência são propriedades opostas. Um material com alta condutividade permite que a eletricidade passe facilmente, ou seja, oferece baixa resistência. Para encontrar o fio com a menor resistência, devemos procurar na tabela o material com a maior condutividade, que é a Prata (62,5).
Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
Transcrição Essencial 📌
“Mantendo-se as mesmas dimensões geométricas, o fio que apresenta menor resistência elétrica é aquele feito de…”
O que está sendo pedido?
A questão nos dá uma tabela de condutividade de vários materiais e nos pede para identificar qual deles terá a menor resistência elétrica, considerando que todos os fios têm o mesmo tamanho e grossura.
Objetivo Cristalino 💎
Nosso objetivo é entender a relação entre condutividade e resistência e usar essa relação para escolher o material correto na tabela.
🧠 Pense em “conduzir” e “resistir” como ações opostas. Se um material é um ótimo condutor, ele pode ser, ao mesmo tempo, um péssimo condutor (ou seja, ter alta resistência)?
Passo 2: Explicação de Conceitos e Conteúdo Necessários
Definição de Termos 🔖
- Resistência Elétrica (R):
- O que é: É a oposição, a dificuldade que um material oferece à passagem da corrente elétrica. Um material com baixa resistência é um bom condutor. Um material com alta resistência é um mau condutor (ou isolante).
- Condutividade Elétrica (σ – sigma):
- O que é: É a medida da facilidade com que um material permite a passagem da corrente elétrica. É a propriedade intrínseca de um material de conduzir eletricidade.
- Relação: Um material com alta condutividade é um excelente condutor. Um material com baixa condutividade é um mau condutor.
- A Relação Fundamental: Condutividade vs. Resistência
- Condutividade e Resistência são grandezas inversamente proporcionais. Elas medem características opostas.
- Alta Condutividade (σ) = Baixa Resistência (R)
- Baixa Condutividade (σ) = Alta Resistência (R)
- Resistividade (ρ – rô):
- É o inverso da condutividade (ρ = 1/σ). Enquanto a condutividade mede a facilidade, a resistividade mede a dificuldade. A 2ª Lei de Ohm é geralmente escrita como R = ρ(L/A).
Passo 3: Tradução e Interpretação do Problema
Contextualização Simplificada 💬
Imagine que a eletricidade é uma multidão tentando passar por um corredor.
- Resistência é o quão apertado e difícil é passar pelo corredor.
- Condutividade é o quão largo e fácil é passar pelo corredor.
A questão nos dá uma tabela mostrando a “largura” (Condutividade) de cinco corredores diferentes, feitos de materiais diferentes. A pergunta é: “Em qual desses corredores a multidão enfrentará menos aperto (menor Resistência)?”. A resposta é óbvia: no corredor mais largo, ou seja, no material com a maior condutividade.
Estratégia Geral 🗺️
- Entender a relação inversa entre resistência e condutividade.
- Traduzir a pergunta: “menor resistência” significa “maior condutividade”.
- Procurar na tabela o material que possui o maior valor na coluna “Condutividade”.
Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio
Passo a Passo Detalhado 👣
- Estabelecer a Lógica: A questão pede o fio de menor resistência elétrica.
- Aplicar o Conceito: A resistência elétrica é inversamente proporcional à condutividade elétrica. Portanto, procurar pela menor resistência é o mesmo que procurar pela maior condutividade.
- Analisar a Tabela: Vamos observar a coluna “Condutividade (S·m/mm²)” e encontrar o maior valor.
- Alumínio: 34,2
- Cobre: 61,7
- Ferro: 10,2
- Prata: 62,5 ← Este é o maior valor.
- Tungstênio: 18,8
- Conclusão: O material com a maior condutividade é a Prata. Consequentemente, um fio feito de prata (com as mesmas dimensões dos outros) terá a menor resistência elétrica.
A Armadilha Comum 🚨
A armadilha mais óbvia seria confundir os conceitos e procurar pelo menor valor de condutividade (que seria o Ferro), pensando que condutividade e resistência são a mesma coisa. Outra confusão possível seria associar o Cobre como o melhor condutor por ser o mais usado em fiações elétricas (ele é usado por ter um ótimo custo-benefício, sendo quase tão bom quanto a prata, mas muito mais barato), ignorando os dados da tabela que mostram a Prata como ligeiramente superior.
Fechamento e Expectativa
A análise da tabela nos leva diretamente ao material “Prata”.
Passo 5: Análise das Alternativas
🔴 A) tungstênio.
Incorreta. O tungstênio tem uma condutividade relativamente baixa (18,8), portanto, uma resistência alta. É usado em filamentos de lâmpadas incandescentes justamente por resistir e brilhar.
🔴 B) alumínio.
Incorreta. O alumínio é um bom condutor (34,2), mas o cobre e a prata são melhores, segundo a tabela.
🔴 C) ferro.
Incorreta. O ferro é o pior condutor da lista, com a menor condutividade (10,2) e, portanto, a maior resistência.
🔴 D) cobre.
Incorreta. O cobre é um excelente condutor (61,7), mas a prata tem uma condutividade ligeiramente maior.
🟢 E) prata.
Correta. A prata possui o maior valor de condutividade na tabela (62,5), o que significa que, para as mesmas dimensões, oferecerá a menor resistência elétrica.
Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
Resumo do Raciocínio 📝
A questão busca identificar, entre os materiais listados, aquele que apresenta a menor resistência elétrica. Sabendo que a resistência e a condutividade são grandezas inversamente proporcionais, a menor resistência será encontrada no material com a maior condutividade. Ao analisar a tabela, observa-se que a prata possui o valor de condutividade mais elevado (62,5 S·m/mm²), sendo, portanto, o melhor condutor elétrico da lista e o que oferecerá a menor resistência.
Gabarito Reafirmado 🏅
A alternativa correta é a E.
Resumo Final para Revisão
Lembre-se: Condutividade = Facilidade. Resistência = Dificuldade. Elas são opostas. Para máxima facilidade (maior condutividade), você terá a mínima dificuldade (menor resistência).
