Questão 125 — ENEM 2023 PPL

Ficha da Questão

• Matérias necessárias: Física → Eletricidade (associação de geradores em série e em paralelo) + d.d.p. (tensão) + capacidade energética.
• Nível: Fácil — aplicação direta do conceito: para dobrar a tensão, ligue pilhas em série (positivo de uma ao negativo da outra).
• Tema/Habilidade BNCC: circuitos elétricos simples e sua aplicação em dispositivos cotidianos.
• Gabarito: B — pilhas em série.

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Qual esquema de ligação entre duas pilhas AA (1,5 V cada) fornece os 3 V necessários ao controle remoto?"
• Palavras-chave decisivas: d.d.p. de 3 V, duas pilhas de 1,5 V, série, paralelo, energia total disponível.
• Armadilha típica: marcar paralelo achando que paralelo "dobra energia" (dobra sim, mas a tensão continua 1,5 V — insuficiente para o controle).
• Critério de acerto: associar série → somar tensões; paralelo → soma corrente/energia mantendo tensão.

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Pilhas em série:

- Ligação: (+) de uma ao (−) da outra.

- Tensão total = soma das tensões = 1,5 + 1,5 = 3 V.

- Capacidade (mAh ou energia total) = igual à de uma pilha individual (as duas descarregam simultaneamente na mesma corrente).

- Nota: o enunciado diz que série também aumenta a energia — isso é verdade em J (U · Q: se U dobra e carga total descarregada é a mesma, energia dobra).

• Pilhas em paralelo:

- Ligação: (+) com (+), (−) com (−).

- Tensão total = mesma de uma pilha = 1,5 V.

- Capacidade (mAh) = soma das capacidades.

- Dobra a energia disponível mantendo a tensão.

• Escolha prática: para dispositivos que precisam de mais tensão, usa-se série. Para dispositivos que precisam de mais autonomia na mesma tensão, usa-se paralelo.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "controle remoto funciona com d.d.p. de 3 V" → precisamos atingir 3 V.
• Evidência 2: pilhas AA de 1,5 V → cada uma fornece metade do necessário.
• Evidência 3: "série possibilita aumento da d.d.p. e da energia total" → texto confirma que a solução envolve série.
• Síntese: associação em série (esquema B).

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Calcular d.d.p. em cada esquema

• Série: 1,5 + 1,5 = 3 V ✓ (adequado).
• Paralelo: 1,5 V (insuficiente).

Subpasso 4.2 — Identificar o diagrama correto

• Série: positivo-negativo em sequência (como todos os controles remotos comuns fazem com 2×AA).
• O enunciado classifica o esquema B como "pilhas em série".

Subpasso 4.3 — Confirmar a energia

• Em série, a corrente que passa é a mesma em todas as pilhas. A energia entregue = tensão × carga; como tensão dobra e carga é a da pilha individual, energia total dobra também.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) Esquema A.

❌ Incorreta. Não corresponde à associação em série.

B) Esquema B (série). ✅ Correta.

Liga polo + de uma pilha ao − da outra → 1,5 + 1,5 = 3 V, compatível com o controle.

C) Esquema C.

❌ Incorreta. Provavelmente representa paralelo ou ligação incorreta.

D) Esquema D.

❌ Incorreta. Idem.

E) Esquema E.

❌ Incorreta. Idem.

🏆 Gabarito: B — associação em série.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação: série soma tensões; paralelo soma capacidade mantendo tensão. Controle remoto precisa de 3 V → série.
• Padrão de cobrança ENEM: associação de pilhas/baterias aparece em aparelhos (lanterna, controle, rádio). Sempre pensar "tensão necessária" → série ou paralelo.
• Generalização: Regra da associação —

- Série: U_total = ΣU; I permanece.

- Paralelo: I_total = ΣI; U permanece.

• Dica de eliminação: esquema com ligação (+)(−)(+)(−) em sequência = série. Esquema com (+)(+) e (−)(−) = paralelo.
• Conexões: bateria de carro (6 células de 2 V em série = 12 V), UPS, packs de bateria de notebook, resistências em série x paralelo (analogia inversa).