Questão 48 do ENEM 2010 — Ciências da Natureza

Para resolver essa questão, precisamos descobrir qual é a corrente elétrica total que vai passar pelo novo circuito montado pelo motorista. O fusível funciona como um "segurança" do circuito: ele deve suportar a corrente normal de funcionamento, mas deve ser o menor valor possível acima dessa corrente para que, em caso de qualquer problema (como um curto-circuito), ele queime rapidamente e proteja a fiação.

Calculando a corrente de um farol

Primeiro, vamos descobrir quanta corrente um único farol consome. O enunciado nos diz que a potência da lâmpada é $P = 55 \text{ W}$ e que ela opera com uma tensão $V = 36 \text{ V}$.

Podemos relacionar essas grandezas usando a fórmula da potência elétrica:

$P = V \cdot i$

Onde $i$ é a corrente elétrica. Isolando a corrente e substituindo os valores, temos:

$i = \frac{P}{V}$

$i = \frac{55}{36}$

$i \approx 1,53 \text{ A}$

Isso significa que cada farol, funcionando normalmente, puxa aproximadamente $1,53 \text{ A}$ de corrente.

A corrente total no circuito em paralelo

O motorista conectou os dois faróis em paralelo. Em um circuito paralelo, a tensão é a mesma para todos os componentes, mas a corrente total que sai da fonte (e que passa pelo fusível) se divide entre os ramos. Ou seja, a corrente total é a soma das correntes de cada farol:

$i_{\text{total}} = i_{\text{farol 1}} + i_{\text{farol 2}}$

Como os dois faróis são idênticos:

$i_{\text{total}} \approx 1,53 + 1,53$

$i_{\text{total}} \approx 3,06 \text{ A}$

Portanto, a corrente total que passará pelo fusível quando os dois faróis estiverem ligados será de aproximadamente $3,06 \text{ A}$.

Escolhendo o fusível adequado

Agora, precisamos olhar a tabela fornecida e escolher o fusível correto. A regra de ouro para fusíveis é: escolher o menor valor nominal que seja imediatamente superior à corrente de operação do circuito.

Se escolhermos um fusível com valor menor que $3,06 \text{ A}$, ele vai queimar assim que os faróis forem ligados. Se escolhermos um valor muito alto, ele pode não desarmar a tempo de evitar que a fiação derreta em caso de sobrecarga.

Analisando as opções da tabela:

• Azul ($1,5 \text{ A}$): Queimaria imediatamente.
• Amarelo ($2,5 \text{ A}$): Também queimaria, pois $2,5 \text{ A} < 3,06 \text{ A}$.
• Laranja ($5,0 \text{ A}$): Suporta a corrente de $3,06 \text{ A}$ e é o primeiro valor acima dela.
• Preto ($7,5 \text{ A}$) e Vermelho ($10,0 \text{ A}$): Suportariam a corrente, mas são valores muito altos e não oferecem a melhor proteção (não são o "menor valor adequado").

Dessa forma, o menor valor de fusível adequado para proteger esse novo circuito é o laranja, de $5,0 \text{ A}$.

A alternativa correta é a C.