Questão 121 — ENEM 2018 PPLCaderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Física → Eletrodinâmica (potência elétrica, corrente elétrica e dimensionamento de circuitos residenciais)
• ⚡ Nível: Médio — exige aplicar corretamente a relação P = V·I a três circuitos e comparar cada resultado com o limite do disjuntor, sem cair na armadilha de comparar valores de circuitos diferentes entre si
• 🎯 Tema/Habilidade: Dimensionamento de instalações elétricas residenciais (corrente, tensão e potência) — competência de área de Ciências da Natureza voltada à aplicação de conceitos físicos em situações do cotidiano e à análise de segurança de sistemas tecnológicos
• 🏆 Gabarito: E — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Em quais circuitos a corrente elétrica realmente consumida pelo equipamento fica dentro do limite suportado pelo disjuntor?"
• Palavras-chave decisivas: intensidade de corrente elétrica demandada, disjuntor, ligado(s) adequadamente
• Armadilha típica: confundir a bitola do fio com o critério decisivo, ou comparar a corrente de um circuito com o disjuntor de outro; também é comum esquecer de calcular a corrente e "adivinhar" pela tensão, achando que 220 V é sempre mais seguro sem fazer as contas
• O que a resposta precisa demonstrar: capacidade de calcular I = P/V para cada circuito e verificar, um a um, se essa corrente ultrapassa ou não a capacidade nominal do disjuntor correspondente

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Potência elétrica (P): é a taxa de energia elétrica consumida pelo equipamento por unidade de tempo, medida em watts (W); no contexto residencial, é o valor nominal informado pelo fabricante do aparelho ligado ao circuito.
• Tensão elétrica (V): é a diferença de potencial fornecida pela rede elétrica ao circuito, medida em volts; no Brasil, os padrões residenciais mais comuns são 110 V e 220 V.
• Relação P = V·I: em corrente contínua ou em circuitos puramente resistivos (aproximação usual nesse tipo de questão do ENEM), a potência é o produto da tensão pela corrente. Isolando a corrente, temos I = P/V — quanto maior a tensão, menor a corrente necessária para entregar a mesma potência.
• Função do disjuntor: é um dispositivo de proteção que interrompe automaticamente o circuito quando a corrente ultrapassa seu valor nominal, evitando superaquecimento dos fios e risco de incêndio. Um circuito é considerado "adequado" quando a corrente real demandada pelo equipamento é menor ou igual à corrente máxima suportada pelo disjuntor.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "relacionando tensão no circuito, bitolas de fios condutores e a intensidade de corrente elétrica máxima suportada pelo disjuntor" → revela que a tabela fornece, para cada circuito, três parâmetros técnicos (tensão, bitola, corrente máxima do disjuntor) mais a potência do equipamento ligado, e que a bitola do fio já foi definida como compatível (não é o alvo do julgamento).
• Evidência 2: "em qual(is) do(s) circuito(s) o(s) equipamento(s) é(estão) ligado(s) adequadamente" → indica que o critério de "adequado" é justamente a corrente elétrica real do equipamento não superar o valor máximo do disjuntor daquele circuito específico.
• Síntese: o caminho de resolução é direto: para cada um dos três circuitos, calcular I = P/V usando a tensão e a potência daquele circuito, e comparar o resultado com o disjuntor do mesmo circuito. Circuitos em que I calculada ≤ I do disjuntor são "adequados"; os demais, não.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Organizar os dados da tabela

| Circuito | Tensão (V) | Bitola (mm²) | Disjuntor máximo (A) | Potência do equipamento (W) |

|---|---|---|---|---|

| 1 | 110 | 2,5 | 20 | 4 200 |

| 2 | 220 | 2,5 | 20 | 4 200 |

| 3 | 220 | 6,0 | 35 | 6 600 |

Subpasso 4.2 — Calcular a corrente elétrica real de cada circuito (I = P/V)

Circuito 1: I₁ = 4 200 / 110 ≈ 38,2 A

→ o disjuntor suporta apenas 20 A. Como 38,2 A > 20 A, a corrente exigida pelo equipamento é quase o dobro do limite de segurança — o disjuntor desarmaria constantemente (ou, em caso de falha, o fio superaqueceria antes mesmo disso).

Circuito 2: I₂ = 4 200 / 220 ≈ 19,1 A

→ o disjuntor suporta 20 A. Como 19,1 A ≤ 20 A, a corrente fica dentro do limite, com uma margem de segurança pequena, mas suficiente.

Circuito 3: I₃ = 6 600 / 220 = 30 A

→ o disjuntor suporta 35 A. Como 30 A ≤ 35 A, a corrente também fica dentro do limite, com margem de segurança de 5 A.

Subpasso 4.3 — Verificação

Repare no papel da tensão: mesma potência (4 200 W) em 110 V exige corrente quase duas vezes maior do que em 220 V (I = P/V, e V dobrou), o que explica por que o Circuito 1 falha e o Circuito 2 — com o mesmíssimo disjuntor de 20 A — funciona perfeitamente. Isso confirma o princípio físico: para uma dada potência, aumentar a tensão de alimentação reduz a corrente necessária, tornando o circuito mais seguro com a mesma capacidade de disjuntor. Os únicos circuitos em que I calculada ≤ I do disjuntor são o 2 e o 3.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) Apenas no Circuito 1.

❌ Incorreta: no Circuito 1, I₁ ≈ 38,2 A é quase o dobro dos 20 A suportados pelo disjuntor. É exatamente o circuito mais inadequado de todos, não o único adequado.

B) Apenas no Circuito 2.

❌ Incorreta: o cálculo do Circuito 2 (I₂ ≈ 19,1 A ≤ 20 A) está correto e ele de fato é adequado, mas a alternativa ignora o Circuito 3, que também atende ao critério (I₃ = 30 A ≤ 35 A). Restringir a resposta a "apenas" o Circuito 2 deixa de fora um circuito igualmente válido.

C) Apenas no Circuito 3.

❌ Incorreta: pelo mesmo motivo da alternativa B, invertido — o Circuito 3 é realmente adequado (30 A ≤ 35 A), mas essa alternativa erra ao excluir o Circuito 2, que também está dentro do limite do seu disjuntor.

D) Apenas nos Circuitos 1 e 2.

❌ Incorreta: agrupa corretamente o Circuito 2 (adequado), mas inclui o Circuito 1, cuja corrente (≈ 38,2 A) ultrapassa amplamente o limite de 20 A do disjuntor — um erro grave de dimensionamento que a questão pede justamente para identificar como inadequado.

E) Apenas nos Circuitos 2 e 3.

✅ Correta: são exatamente os dois circuitos em que a corrente elétrica calculada (19,1 A e 30 A, respectivamente) fica igual ou abaixo da capacidade máxima do disjuntor (20 A e 35 A). O Circuito 1 é o único excluído, por exceder seu disjuntor.

🏆 Gabarito: E — Apenas os Circuitos 2 e 3 têm corrente elétrica real (I = P/V) menor ou igual à corrente máxima do disjuntor; o Circuito 1 excede seu disjuntor em quase o dobro, sendo o único caso de ligação inadequada.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: a letra E é a única que reúne exatamente os dois circuitos (2 e 3) cuja corrente elétrica calculada respeita o limite do respectivo disjuntor, excluindo corretamente o Circuito 1, que estoura esse limite.
• Padrão de cobrança: o ENEM costuma trazer tabelas de dimensionamento elétrico (tensão, bitola, disjuntor, potência) pedindo para o estudante aplicar P = V·I e comparar com um limite de segurança — é um clássico de "física do cotidiano" que testa leitura de tabela mais do que memorização de fórmulas.
• Generalização: sempre que a questão envolver disjuntor, fusível ou "corrente máxima suportada", o procedimento é: (1) calcular a corrente real do equipamento com I = P/V; (2) comparar apenas com o limite do circuito correspondente; nunca misturar dados de circuitos diferentes.
• Dica de eliminação rápida: calcule primeiro o Circuito 1, que é o de menor tensão (110 V) com a maior potência entre os dois de mesma bitola — se sua corrente já estourar o disjuntor, você elimina de cara as alternativas A e D, que o incluem como adequado, restando apenas B, C e E para decidir com um segundo cálculo.
• Conexões: relação entre potência, tensão e corrente (P = V·I); segurança elétrica e função de disjuntores e fusíveis em instalações residenciais.