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Exercícios sobre Ponte de Wheatstone (com gabarito explicado)

Rafael C. Asth
Rafael C. Asth
Professor de Matemática e Física

A Ponte de Wheatstone é um circuito elétrico usado para medir resistências elétricas com precisão.

Pratique sobre este tema com nossos exercícios e confira os gabaritos e resoluções.

Questão 1

O objetivo principal de montar um circuito em Ponte de Wheatstone em laboratório é:

A) Aumentar a corrente total do circuito para carregar baterias.

B) Medir o valor de uma resistência desconhecida através do equilíbrio do circuito.

C) Transformar corrente contínua em corrente alternada.

D) Garantir que todos os resistores dissipem a mesma potência térmica.

E) Atuar como um divisor de tensão para alimentar lâmpadas de alta potência.

Gabarito explicado

A Ponte de Wheatstone é um circuito projetado especificamente para determinar o valor de uma resistência desconhecida (R com x subscrito). Ela faz isso comparando-a com resistências de valores conhecidos.

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Questão 2

Dizemos que uma Ponte de Wheatstone está "em equilíbrio" quando:

A) A soma das resistências dos braços esquerdos é igual à soma dos braços direitos.

B) A corrente que atravessa a fonte de tensão é nula.

C) A diferença de potencial (ddp) entre os terminais do galvanômetro é zero.

D) Todos os resistores do circuito possuem o mesmo valor ôhmico.

E) O galvanômetro indica a passagem da corrente máxima permitida.

Gabarito explicado

O "equilíbrio" da ponte é definido pelo estado em que não há diferença de potencial (V com A subscrito igual a V com B subscrito) entre os nós onde o galvanômetro está ligado. Consequentemente, a corrente que passa pelo galvanômetro é zero (i com g subscrito igual a 0).

Questão 3

Sobre o comportamento da Ponte de Wheatstone, assinale a alternativa correta:

A) Se a ponte estiver desequilibrada, nenhuma corrente circulará pelos resistores externos.

B) O equilíbrio da ponte depende exclusivamente do valor da voltagem da bateria.

C) No equilíbrio, o produto das resistências dos braços opostos é igual.

D) A resistência interna da bateria impede que a ponte alcance o equilíbrio perfeito.

E) Para equilibrar a ponte, é necessário que o galvanômetro seja substituído por um capacitor.

Gabarito explicado

A condição matemática para o equilíbrio de uma ponte de Wheatstone é que o produto das resistências dos braços opostos seja igual. Se os resistores são R com 1 subscrito vírgula R com 2 subscrito vírgula R com 3 subscrito e R com 4 subscrito dispostos em um losango, temos R com 1 subscrito vezes R com 3 subscrito igual a R com 2 subscrito vezes R com 4 subscrito.

Questão 4

Uma ponte de Wheatstone possui três resistores conhecidos: R com 1 subscrito igual a 10 espaço ómega maiúsculo, R com 2 subscrito igual a 20 espaço ómega maiúsculo e R com 3 subscrito igual a 30 espaço ómega maiúsculo. Se R com 1 subscrito está oposto ao resistor desconhecido R com x subscrito, e R com 2 subscrito está oposto a R com 3 subscrito, qual o valor de R com x subscrito para a ponte estar em equilíbrio?

A) 15 espaço ómega maiúsculo

B) 40 espaço ómega maiúsculo

C) 60 espaço ómega maiúsculo

D) 10 espaço ómega maiúsculo

E) 5 espaço ómega maiúsculo

Gabarito explicado

Se R com 1 subscrito (10 espaço ómega maiúsculo) está oposto a R com x subscrito, e R com 2 subscrito (20 espaço ómega maiúsculo) está oposto a R com 3 subscrito (30 espaço ómega maiúsculo), aplicamos a regra dos produtos cruzados:

R com 1 subscrito vezes R com x subscrito igual a R com 2 subscrito vezes R com 3 subscrito10 vezes R com x subscrito igual a 20 vezes 3010 vezes R com x subscrito igual a 600R com x subscrito igual a 60 espaço ómega maiúsculo

Questão 5

No circuito de uma ponte, os resistores fixos valem R com 1 subscrito igual a 100 espaço ómega maiúsculo e R com 2 subscrito igual a 300 espaço ómega maiúsculo. O terceiro braço possui um reostato (resistor variável) ajustado em 120 espaço ómega maiúsculo para zerar a leitura do galvanômetro. Qual o valor da resistência desconhecida R com x subscrito posicionada oposta ao reostato?

A) 30 espaço ómega maiúsculo

B) 480 espaço ómega maiúsculo

C) 120 espaço ómega maiúsculo

D) 250 espaço ómega maiúsculo

E) 80 espaço ómega maiúsculo

Gabarito explicado

O reostato (R com r e o s subscrito fim do subscrito igual a 120 espaço ómega maiúsculo) está oposto a R com x subscrito.

Os outros dois são R com 1 subscrito igual a 100 espaço ómega maiúsculo e R com 2 subscrito igual a 300 espaço ómega maiúsculo.

R com 2 subscrito vezes R com 1 subscrito igual a R com x subscrito vezes R com r e o s subscrito fim do subscrito300 vezes 100 igual a R com x subscrito vezes 12030000 igual a R com x subscrito vezes 12030000 sobre 120 igual a R com x subscrito250 igual a R com x subscrito

Questão 6

Considere uma ponte de fio (variante da Wheatstone) onde um fio homogêneo de 100 espaço texto cm fim do texto é usado. Um resistor conhecido de 40 espaço ómega maiúsculo é colocado em um lado. O equilíbrio é atingido quando o cursor divide o fio em dois trechos: L com 1 subscrito igual a 20 espaço texto cm fim do texto e L com 2 subscrito igual a 80 espaço texto cm fim do texto. Qual o valor da resistência desconhecida ligada ao trecho de 80 espaço texto cm fim do texto?

A) 10 espaço ómega maiúsculo

B) 80 espaço ómega maiúsculo

C) 120 espaço ómega maiúsculo

D) 160 espaço ómega maiúsculo

E) 200 espaço ómega maiúsculo

Gabarito explicado

Na ponte de fio, a resistência de cada trecho é proporcional ao seu comprimento (L). A fórmula de equilíbrio é

R com c o n h e c i d o subscrito fim do subscrito sobre L com 1 subscrito igual a R com x subscrito sobre L com 2 subscrito.

40 sobre 20 igual a R com x subscrito sobre 802 igual a R com x subscrito sobre 80R com x subscrito igual a 2 vezes 80 igual a 160 espaço ómega maiúsculo

Questão 7

Em uma ponte de Wheatstone em equilíbrio, os resistores dispostos circularmente e anti-horário são: R com 1 subscrito vírgula R com 2 subscrito vírgula R com 3 subscrito vírgula R com 4 subscrito. Sabe-se que R com 1 subscrito igual a 5 espaço ómega maiúsculo, R com 2 subscrito igual a 15 espaço ómega maiúsculo e R com 3 subscrito igual a 10 espaço ómega maiúsculo. Se a relação de equilíbrio é R com 1 subscrito vezes R com 3 subscrito igual a R com 2 subscrito vezes R com 4 subscrito, o valor de R com 4 subscrito deve ser, aproximadamente:

A) 3 vírgula 3 espaço ómega maiúsculo

B) 7 vírgula 5 espaço ómega maiúsculo

C) 12 vírgula 3 espaço ómega maiúsculo

D) 15 vírgula 7 espaço ómega maiúsculo

E) 22 vírgula 5 espaço ómega maiúsculo

Gabarito explicado

Utilizando a relação fornecida no enunciado:

R com 1 subscrito vezes R com 3 subscrito igual a R com 2 subscrito vezes R com 4 subscrito5 vezes 10 igual a 15 vezes R com 4 subscrito50 igual a 15 vezes R com 4 subscritoR com 4 subscrito igual a 50 sobre 15 igual a 10 sobre 3 quase igual 3 vírgula 3 espaço ómega maiúsculo

Questão 8

Uma ponte está em equilíbrio. Se duplicarmos o valor de todas as quatro resistências da ponte e mantivermos a mesma fonte de tensão, o que acontece com o equilíbrio e a corrente no galvanômetro?

A) A ponte sai do equilíbrio e a corrente no galvanômetro aumenta.

B) A ponte permanece em equilíbrio e a corrente no galvanômetro continua zero.

C) A ponte permanece em equilíbrio, mas o galvanômetro queima devido à nova resistência.

D) A ponte sai do equilíbrio, mas a corrente no galvanômetro permanece zero.

E) A ponte inverte a polaridade do equilíbrio.

Gabarito explicado

O equilíbrio depende da proporção entre as resistências.

Se todas as resistências são multiplicadas pelo mesmo fator (no caso, 2), a igualdade R com 1 subscrito vezes R com 3 subscrito igual a R com 2 subscrito vezes R com 4 subscrito se mantém (pois 2 R com 1 subscrito vezes 2 R com 3 subscrito igual a 2 R com 2 subscrito vezes 2 R com 4 subscrito simplifica para a mesma equação).

Como a ponte continua em equilíbrio, a corrente no galvanômetro permanece zero.

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Rafael C. Asth
Rafael C. Asth
Professor de Matemática licenciado, pós-graduado em Ensino da Matemática e da Física e Estatística. Atua como professor desde 2006 e cria conteúdos educacionais online desde 2021.