(Enem) Um circuito em série é formado por uma pilha, uma lâmpada incandescente e uma chave interruptora. Ao se ligar a chave, a lâmpada acende quase instantaneamente, irradiando calor e luz. Popularmente, associa-se o fenômeno da irradiação de energia a um desgaste da corrente elétrica, ao atravessar o filamento da lâmpada, e à rapidez com que a lâmpada começa a brilhar. Essa explicação está em desacordo com o modelo clássico de corrente.
De acordo com o modelo mencionado, o fato de a lâmpada acender quase instantaneamente está relacionado à rapidez com que
a) o fluido elétrico se desloca no circuito.
b) as cargas negativas móveis atravessam o circuito.
c) a bateria libera cargas móveis para o filamento da lâmpada.
d) o campo elétrico se estabelece em todos os pontos do circuito.
e) as cargas positivas e negativas se chocam no filamento da lâmpada.

Passo 1

O enunciado descreve um circuito em série com uma pilha, uma lâmpada e uma chave; quando fechamos a chave, a lâmpada acende quase instantaneamente. O conteúdo aqui é o modelo clássico de corrente elétrica, em que vamos precisar entender a diferença entre a velocidade de deriva dos elétrons e a velocidade de propagação do campo elétrico.

Passo 2

No modelo clássico, as cargas livres (elétrons) têm uma velocidade de deriva muito baixa, tipicamente da ordem de ,(10^{-4}) a ,(10^{-3}) metros por segundo dentro de condutores. Mesmo que os elétrons se movam lentamente, isso não impede a lâmpada de acender rapidamente.

Passo 3

O que realmente ocorre é que, ao fecharmos a chave, estabelece-se imediatamente um campo elétrico em todo o circuito. Esse campo elétrico propaga-se ao longo dos condutores a uma velocidade próxima à da luz, fazendo com que as cargas em todo o fio sintam quase instantaneamente a força ,(F = q \cdot E) e comecem a se deslocar, resultando na corrente que aquece e faz brilhar o filamento.

Passo 4

Portanto, o acendimento quase instantâneo da lâmpada é explicado pela rapidez com que o campo elétrico se estabelece em todos os pontos do circuito, e não pelo deslocamento real das cargas ao longo do fio.

Resposta

d) o campo elétrico se estabelece em todos os pontos do circuito.

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