O circuito elétrico apresenta duas lâmpadas de led idênticas, de potência elétrica igual a 12 W, quando submetidas a uma diferença de potencial de 1...

Alternativa (D) - paralelo e a intensidade da corrente elétrica em cada lâmpada é de 0,1 A.

Introdução

A questão proposta exige a identificação do tipo de associação de componentes em um circuito elétrico e o cálculo da corrente elétrica que percorre cada componente. Para isso, são fornecidas informações técnicas sobre a potência e a tensão nominal de cada lâmpada LED, elementos essenciais para a aplicação das leis da eletricidade.

Desenvolvimento

Em circuitos elétricos, a forma como os componentes são conectados influencia diretamente a distribuição de tensão e corrente. Existem dois tipos básicos de associação: série e paralelo.

1. Associação em Série:

   • Os componentes são conectados sequencialmente, formando um único caminho para a corrente elétrica.
   • A corrente elétrica é a mesma em todos os componentes.
   • A tensão total da fonte se divide entre os componentes, sendo a soma das quedas de tensão individuais.
   • Se um componente falha (interrompe o circuito), todos os outros componentes param de funcionar.

2. Associação em Paralelo:

   • Os componentes são conectados de forma que cada um tem seus terminais ligados aos mesmos dois pontos do circuito, criando múltiplos caminhos para a corrente.
   • A tensão elétrica é a mesma em todos os componentes e igual à tensão da fonte (ou daquele trecho do circuito).
   • A corrente total fornecida pela fonte se divide entre os componentes, sendo a soma das correntes individuais.
   • Se um componente falha, os outros componentes no paralelo continuam a funcionar normalmente.

A relação entre potência (P), tensão (V) e corrente (I) é dada pela fórmula fundamental da potência elétrica: P = V × I

Dessa fórmula, podemos derivar a expressão para calcular a corrente elétrica: I = P / V

Análise

1. Identificação do Tipo de Associação: Analisando a figura, é possível observar que as duas lâmpadas de LED estão conectadas de tal maneira que seus terminais estão ligados aos mesmos pontos do circuito. Isso significa que elas estão submetidas à mesma diferença de potencial (tensão). Essa configuração é característica de uma associação em paralelo. Isso descarta imediatamente as alternativas (A) e (B).

2. Cálculo da Corrente Elétrica em Cada Lâmpada: Para cada lâmpada, são fornecidos os seguintes dados:

• Potência elétrica (P) = 12 W
• Diferença de potencial (V) = 120 V (tensão para a qual a lâmpada foi projetada e à qual estará submetida em um circuito paralelo com essa tensão de alimentação).

Aplicando a fórmula da corrente elétrica (I = P / V): I = 12 W / 120 V I = 1 / 10 A I = 0,1 A

Portanto, a intensidade da corrente elétrica em cada lâmpada é de 0,1 A.

3. Comparação com as Alternativas: Com base na análise da associação e no cálculo da corrente, podemos avaliar as alternativas:

| Alternativa | Tipo de Associação | Corrente Elétrica em Cada Lâmpada | Análise | | :---------- | :----------------- | :-------------------------------- | :------ | | (A) | série | 0,2 A | Incorreta. A associação é em paralelo, não em série. | | (B) | série | 5,0 A | Incorreta. A associação é em paralelo, e o valor da corrente está incorreto. | | (C) | paralelo | 0,2 A | Incorreta. A associação está correta, mas o valor da corrente (0,2 A) está incorreto. | | (D) | paralelo | 0,1 A | Correta. A associação está correta (paralelo) e o valor da corrente em cada lâmpada (0,1 A) está correto. | | (E) | paralelo | 10,0 A | Incorreta. A associação está correta, mas o valor da corrente (10,0 A) está incorreto. |

Conclusão

A disposição das lâmpadas no circuito elétrico indica uma associação em paralelo, onde cada lâmpada é submetida à mesma tensão. Utilizando a potência nominal de 12 W e a tensão de 120 V, a corrente elétrica que passa por cada lâmpada é calculada como 0,1 A. Dessa forma, a alternativa (D) é a única que apresenta ambas as informações corretas.

Alternativa (D).