Questão 83 do Enem 2013: a leitura do voltímetro no sensor de temperatura

Enem 2013 · 1º dia · caderno azul · Física · Eletricidade

Nos outros cadernos: amarelo 84 · branco 89 · rosa 89

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D – 0,3 V.

Medir temperatura é fundamental em muitas aplicações, e apresentar a leitura em mostradores digitais é bastante prático. O seu funcionamento é baseado na correspondência entre valores de temperatura e de diferença de potencial elétrico. Por exemplo, podemos usar o circuito elétrico apresentado, no qual o elemento sensor de temperatura ocupa um dos braços do circuito (R_S) e a dependência da resistência com a temperatura é conhecida.

Ponte de resistores ligada a 10 V: no lado esquerdo, 470 Ω em cima e Rs = 100 Ω embaixo; no lado direito, 470 Ω em cima e 120 Ω embaixo; o voltímetro liga o ponto do meio da esquerda (+) ao da direita (−); a parte de baixo está aterrada

Para um valor de temperatura em que R_S = 100 Ω, a leitura apresentada pelo voltímetro será de

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Resolução comentada

O que a questão pede

A leitura do voltímetro ligado entre os dois pontos centrais da ponte.

Potencial de cada ponto

Cada lado é um divisor de tensão com 10 V. O potencial no ponto do meio é a tensão no resistor de baixo:

V_{esq} = 10 \times \frac{100}{470 + 100} \approx 1{,}75\ \text{V}

V_{dir} = 10 \times \frac{120}{470 + 120} \approx 2{,}03\ \text{V}

Leitura

O terminal + está à esquerda e o − à direita:

V = V_{esq} - V_{dir} \approx 1{,}75 - 2{,}03 \approx -0{,}3\ \text{V}

Alternativa D.

D Gabarito: alternativa D

Por que as outras alternativas estão erradas

A
+ 6,2 V usa a tensão nos resistores de 470 Ω, não a diferença entre os dois pontos. (23,3% marcaram)
B
Foi a mais marcada. + 1,7 V é só o potencial do lado esquerdo, sem descontar o direito. (27,3% marcaram)
C
+ 0,3 V acerta o módulo, mas o ponto + está em potencial menor. (24,8% marcaram)
E
– 6,2 V também usa a queda no resistor de cima. (10,7% marcaram)

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 5.201.188 candidatos que fizeram a prova.

Dificuldade pela TRIDifícilParâmetro B: 839 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 1ª mais difícil de 45 questões válidas desta prova. O parâmetro B, na escala de notas do Enem (500 + 100 · b), é a nota em que o candidato passa a ter mais chance de acertar a questão do que de errar, sem contar o chute.

Acertaram13,3%dos candidatos marcaram a D

Habilidade 5 · Competência 2Dimensionar circuitos ou dispositivos elétricos de uso cotidiano.

Como os candidatos responderam

A23,3%
B27,3% mais marcada
C24,8%
D13,3% ✓ gabarito
E10,7%

Em branco: 0,5% · Mais de uma marcada: 0,1%

Quanto acertaram, por nota em Ciências da Natureza

abaixo de 50013,4%
500 a 60012,5%
600 a 70013,9%
700 ou mais19,4%

Quando o acerto sobe muito de uma faixa para a outra, a questão separa bem quem domina o conteúdo de quem não domina. Na TRI, isso é o parâmetro de discriminação.

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