Questão 49 do ENEM 2012 — Ciências da Natureza

Para descobrir a resistência elétrica da lâmpada, o eletricista precisa recorrer à Primeira Lei de Ohm, que define a resistência ($R$) como a razão entre a diferença de potencial ($U$) aplicada ao componente e a corrente elétrica ($i$) que o atravessa:

$R = \frac{U}{i}$

Ou seja, ele precisa medir simultaneamente duas grandezas na lâmpada: a corrente que passa por ela e a tensão em seus terminais. Para isso usará o amperímetro e o voltímetro, e cada aparelho tem uma regra própria de instalação.

Como ligar o amperímetro

O amperímetro ($A$) mede a corrente elétrica. Para "contar" os elétrons que atravessam a lâmpada, ele precisa estar no mesmo caminho por onde essa corrente passa — isto é, em série com a lâmpada ($L$).

Um amperímetro ideal tem resistência interna praticamente nula ($R_A \approx 0$). Se fosse ligado em paralelo, criaria um caminho sem resistência e provocaria um curto-circuito.

Como ligar o voltímetro

O voltímetro ($V$) mede a diferença de potencial entre dois pontos. Para medir a tensão da lâmpada, deve ser conectado aos seus terminais, ou seja, em paralelo com ela.

Um voltímetro ideal tem resistência interna altíssima ($R_V \rightarrow \infty$). Se fosse ligado em série, essa alta resistência bloquearia a corrente e a lâmpada sequer acenderia.

Qual montagem atende ao critério

O circuito correto é aquele que satisfaz as duas condições ao mesmo tempo: amperímetro em série com a lâmpada e voltímetro em paralelo com a lâmpada. É esse arranjo que aparece na alternativa C.

As demais falham em pelo menos uma das exigências: colocam todos os elementos em uma mesma linha (voltímetro em série, que bloqueia a corrente), ou todos em derivação (amperímetro em paralelo, que causa curto-circuito), ou ainda invertem as posições dos dois aparelhos. Qualquer uma dessas configurações inviabiliza a medição ou o funcionamento da lâmpada.

Portanto, a única montagem que permite medir corretamente corrente e tensão para calcular a resistência é a da alternativa C.