Questão 77 do ENEM 2014 — Ciências da Natureza

O circuito mostra uma fonte de tensão de $12\text{ V}$ ligada ao fusível $F$, que está em série com o restante do circuito — ou seja, toda a corrente do circuito passa por ele. Logo depois do fusível, a corrente se divide em três ramos paralelos: um resistor $R$ de $12\ \Omega$, uma lâmpada $L$ de $6\text{ W}$ e um alto-falante por onde passa $1\text{ A}$.

Como os três componentes estão em paralelo, todos ficam submetidos à mesma tensão da fonte, isto é, $U = 12\text{ V}$. Nossa estratégia é calcular a corrente de cada ramo e, em seguida, somá-las para obter a corrente nominal total que atravessa o fusível.

Corrente no resistor ($i_R$)

Pela Primeira Lei de Ohm, $U = R \cdot i$: $i_R = \frac{U}{R} = \frac{12\text{ V}}{12\ \Omega} = 1\text{ A}$

Corrente na lâmpada ($i_L$)

Conhecendo a potência e a tensão, usamos $P = U \cdot i$: $i_L = \frac{P}{U} = \frac{6\text{ W}}{12\text{ V}} = 0,5\text{ A}$

Corrente no alto-falante ($i_A$)

O próprio diagrama indica esse valor: $i_A = 1\text{ A}$

Corrente nominal total ($i_{\text{total}}$)

A corrente que sai da fonte e passa pelo fusível é a soma das correntes dos ramos paralelos: $i_{\text{total}} = i_R + i_L + i_A = 1\text{ A} + 0,5\text{ A} + 1\text{ A} = 2,5\text{ A}$

Corrente máxima do fusível

O enunciado diz que o fusível suporta uma corrente até $20\%$ maior que a nominal. Basta acrescentar essa margem: $i_{\text{máx}} = 1,20 \cdot i_{\text{total}} = 1,20 \cdot 2,5\text{ A} = 3,0\text{ A}$

Portanto, a corrente máxima que o fusível $F$ permite passar é $3,0\text{ A}$, o que corresponde à letra E.