Um sensor, se acionado de forma adequada, é um dispositivo que varia sua resistência elétrica em função da temperatura. Sensores PTC (Positive Temperature Coefficient) são dispositivos que apresentam um comportamento específico: a resistência elétrica aumenta quando a temperatura aumenta. Em um determinado circuito, o sensor PTC é submetido a uma corrente elétrica, e a variação da temperatura causada pelo efeito Joule influencia a resistência do dispositivo. A partir de um certo valor de corrente (Ic), o aquecimento se torna significativo, alterando a resistência. Qual gráfico melhor representa a relação entre a tensão (U) e a corrente elétrica (I)?

Alternativa D

O comportamento descrito no enunciado refere-se à característica de um Termistor PTC (Positive Temperature Coefficient), onde a resistência elétrica varia em função da temperatura gerada pela própria corrente. Para identificar o gráfico correto, devemos analisar a relação entre Tensão (U) e Corrente (I) nas duas situações descritas.

Análise do Comportamento Elétrico

1. Região de Baixas Correntes:

• O texto afirma que, inicialmente, o dispositivo mantém uma temperatura estável e a resistência é praticamente constante.
• Pela Lei de Ohm (U = R \cdot I), se a resistência R é constante, a tensão U é diretamente proporcional à corrente I.
• No gráfico: Isso corresponde a uma linha reta inclinada partindo da origem (comportamento ôhmico).

1. Região Acima do Ponto Crítico (I_c):

• O texto indica que, ao ultrapassar I_c, o aquecimento por efeito Joule aumenta a temperatura, fazendo com que a resistência atinja um valor elevado.
• Matematicamente, como U = R \cdot I, se R aumenta significativamente enquanto I continua crescendo, a tensão U precisa subir drasticamente para manter o fluxo de corrente.
• No gráfico: Isso resulta em uma curva que fica cada vez mais íngreme (concavidade voltada para cima) após o ponto I_c.

Avaliação das Alternativas

A Alternativa D é a única que apresenta claramente uma fase inicial linear (representando a resistência constante) seguida por uma curvatura ascendente acentuada após o ponto crítico I_c (representando o aumento drástico da resistência).