Eletrodinâmica I - Corrente, potência, resistores e lâmpadas no ENEM 2023

Gabarito: C

O circuito original possui três conjuntos idênticos em série, cada um formado por uma lâmpada (resistência $R_L$) em paralelo com um resistor ($R$). A resistência equivalente de cada conjunto é $R_{eq}=\frac{R_{L}R}{R_L+R}$. Como os três blocos são iguais, a tensão $V$ da fonte se divide igualmente: $U=V/3$.

Quando a lâmpada $L_2$ queima, o ramo da lâmpada no segundo conjunto abre, restando apenas o resistor $R$. A resistência desse conjunto passa a ser $R$, que é maior que $R_{eq}$ (a resistência em paralelo é sempre menor que os componentes individuais). A nova resistência total do circuito é $R_{tot}^{\prime }=2R_{eq}+R$. Como $R>R_{eq}$, temos $R_{tot}^{\prime }>3R_{eq}$, o que aumenta a resistência total e diminui a corrente total.

A maior parte da tensão agora cai sobre o segundo conjunto (resistência $R$), reduzindo a tensão aplicada aos conjuntos 1 e 3. A nova tensão nesses conjuntos é $U^{\prime }=V\frac{R_{eq}}{2R_{eq}+R}$. Comparando com a tensão original $V/3=V\frac{R_{eq}}{3R_{eq}}$, como o denominador aumentou ($2R_{eq}+R>3R_{eq}$), a tensão $U^{\prime }$ diminuiu. Com menor tensão, a potência $P=U^2/R_L$ dissipada por $L_1$ e $L_3$ diminui. Os brilhos ficam menos intensos. A alternativa correta é C.