Q26.11 Se a bateria na Questão Q26.10 fosse ideal e não possuísse resistência interna, o que aconteceria com a luminosidade quando a chave
fosse fechada? Por quê?
Passo 1
O que o enunciado pede: determinar o que acontece com a luminosidade (brilho) quando a chave
é fechada, no caso em que a bateria da Questão Q26.10 é ideal (sem resistência interna).
Informações que faltam e que são necessárias: o circuito da Questão Q26.10 (figura ou descrição) — isto é, como os elementos (lâmpadas/resistores) estão ligados, qual componente a chave liga ou curto-circuita, valores de resistências, etc. Sem o enunciado/figura de Q26.10 não é possível dizer qual é a situação concreta que a pergunta refere.
Informações que faltam e que são necessárias: o circuito da Questão Q26.10 (figura ou descrição) — isto é, como os elementos (lâmpadas/resistores) estão ligados, qual componente a chave
Passo 2
O que significa uma bateria ideal (conceito e consequências):
- Uma bateria ideal tem uma fem constante
e resistência interna . - Isso implica que a tensão nos terminais da bateria é sempre
, independentemente da corrente: . - Em contraste, uma bateria real com resistência interna
tem tensão terminal , que cai quando a corrente aumenta. - Consequência prática: com
a fonte não “abaixa” sua tensão ao fornecer corrente; a corrente no circuito é determinada só pelas resistências externas.
Passo 3
Como a luminosidade de uma lâmpada/resistor é ligada às grandezas do circuito (fórmulas básicas):
- Se uma lâmpada é idealizada por uma resistência
, a potência (que está ligada ao brilho) pode ser escrita de três formas equivalentes:
onde
é a tensão sobre a lâmpada e
é a corrente pela lâmpada.
- Portanto, para saber se o brilho aumenta, diminui ou fica igual ao fechar
, precisamos saber como ou da lâmpada em questão mudam quando é fechada.
Passo 4
Análise das situações-canon (casos típicos que aparecem em exercícios semelhantes). Vou explicar cada caso e dar a razão física — assim, se o seu Q26.10 for um desses, você já sabe o que acontece.
Caso A — a chave
faz um curto (bypassa) uma lâmpada:
- Se
cria um caminho de resistência praticamente zero em paralelo com uma lâmpada, a corrente preferirá o caminho de menor resistência. - Para bateria ideal (
) e fio ideal (resistência ), a corrente pelo curto tenderia a crescer muito (teoricamente não limitada pela fonte), e a corrente pela lâmpada cairia para zero. - Resultado prático para a lâmpada curto-circuitada: brilho vai a zero (apaga).
- Observação: em circuitos reais a corrente será limitada por fontes não ideais, fios com resistência, fusíveis, etc., mas idealmente a lâmpada fica apagada.
Caso B — a chave
conecta outra lâmpada em paralelo (adiciona ramo paralelo):
- Com bateria ideal, a tensão nos terminais permanece
. Cada lâmpada em paralelo fica submetida à mesma tensão . - Para lâmpadas idênticas de resistência
, a potência em cada uma é , portanto o brilho de cada lâmpada não muda ao se adicionar outra em paralelo (cada uma continua com a mesma tensão). Apenas a corrente total fornecida pela bateria aumenta. - Em contraste, se a bateria tivesse resistência interna
, aumentar a corrente total faria cair a tensão terminal e poderia reduzir um pouco o brilho de cada lâmpada. Mas com bateria ideal isso NÃO ocorre.
Caso C — a chave
coloca lâmpadas em série (aumenta resistência total em série):
- Em série, a mesma corrente passa por todas; adicionar mais resistência diminui a corrente
. Com bateria ideal, a tensão total é fixa , então a corrente diminui e a potência em cada lâmpada cai: brilho diminui. - Fórmulas: se duas lâmpadas idênticas
passam a ficar em série, e potência em cada é , menor que .
Passo 5
Resumo prático (mapa rápido do que acontece quando a bateria é ideal):
- Se fechar
cria um curto sobre uma lâmpada: a lâmpada curto-circuitada apaga (brilho vai a zero). - Se fechar
adiciona um ramo em paralelo: o brilho das lâmpadas em cada ramo permanece praticamente igual (fonte ideal mantém ). - Se fechar
adiciona resistência em série (aumenta a resistência total pela qual a mesma corrente deve passar): o brilho diminui. - Em todos os casos, a diferença essencial entre bateria ideal e não ideal é que, com bateria ideal, a tensão terminal não cai quando a corrente aumenta; com bateria real (com
) a tensão cai e isso pode suavizar ou alterar as mudanças de brilho.
Passo 6
Conclusão específica para este exercício: não é possível dar uma única resposta definitiva para Q26.11 porque o enunciado depende do diagrama e das condições da Questão Q26.10, que não foram fornecidos. Entretanto, usando o raciocínio acima, é possível determinar o efeito assim que se souber exatamente o que a chave
faz no circuito (se cria curto, paraleliza, coloca em série etc.).
Resposta
Não é possível determinar: o enunciado da Questão Q26.10 (diagrama/como
age sobre as lâmpadas) não foi fornecido.