Questões BNCC EM13CNT106

— Se a usina solar fica fora do vilarejo, por que falam em “subir a tensão” antes de mandar a energia pelos cabos? — perguntou um morador durante a reunião.

A equipe técnica explicou que a usina fornece potência elétrica de 100 kW e que, na saída dos inversores, a tensão é de 400 V. Para levar essa energia até o vilarejo, será usado um par de condutores cuja resistência elétrica total é 0,40 ohm (considerando ida e volta). Como meta do projeto, busca-se reduzir o aquecimento dos cabos, pois isso representa desperdício de energia por efeito Joule.

A proposta apresentada é instalar um transformador elevador na usina para transmitir a energia a 4,0 kV, mantendo a potência de 100 kW durante a transmissão e desprezando outras perdas além do aquecimento nos condutores.

Com base nas informações do texto, determine a potência dissipada por efeito Joule nos cabos quando a transmissão ocorre a 4,0 kV.

Um estudante reclama que não consegue ouvir bem a professora porque há muito barulho de trânsito fora da escola.

— Qual ação está mais relacionada à melhoria da percepção do som da fala da professora?

Em uma escola, o uso de sinais visuais ajuda estudantes com deficiência auditiva a acompanhar as atividades quando o ambiente está barulhento.

— Que aspecto do estudo de acústica é mais relacionado a essa medida?

Em uma casa perto de uma avenida, moradores costumam fechar janelas para reduzir a entrada de barulho do trânsito.

— Por que fechar a janela pode diminuir o som ouvido no interior da casa?

Pesquisa de uma agência de energia apontou duas propostas para transmitir eletricidade de uma usina eólica localizada a 300 km do centro consumidor. No sistema AC, a voltagem é ajustada para 230 kV, com perdas de 8% a cada 100 km. No sistema HVDC, a voltagem de 500 kV gera perdas de 2% a cada 100 km.

Analise o texto e identifique qual sistema apresenta menor perda total de energia ao longo dos 300 km?

Dados ilustrativos: uma comunidade isolada no sertão nordestino adotou um micro-sistema de geração de energia com duas turbinas eólicas de 5 kW cada, conectadas a bancos de baterias de lítio de 48 V. A energia gerada segue por cabos de cobre de cada trecho de 500 m até os pontos de consumo. Os moradores notaram perdas consideráveis por efeito Joule nos condutores, pois as correntes oscilam em torno de 100 A. Para reduzir essas perdas, o técnico propôs elevar a tensão na saída do banco de baterias antes da distribuição e utilizar um conversor DC-DC.

A partir das informações, avalie qual proposta do técnico reduz com maior eficiência as perdas por efeito Joule na distribuição de energia?

— Professora, por que o celular descarrega tão rápido se posso carregá-lo pedalando? questionou Lucas enquanto ajustava uma bicicleta estacionária equipada com sensor de potência e um pequeno alternador. Ao pedalar, a energia muscular transformada em energia mecânica aciona o alternador, cuja eficiência é de 75%. Do total de energia elétrica gerada, 10% é dissipada como calor no circuito interno e o restante é armazenado na bateria do celular.

Analise o texto-base e identifique a sequência correta de transformações de energia no sistema, do início até o armazenamento no celular.

Segundo um relatório técnico fictício, uma comunidade isolada instalou um sistema de distribuição de energia para alimentar uma carga de 10 kW. Foram testadas duas soluções com o mesmo cabo de cobre (resistividade resultante de 1 O no trecho de 200 m):
- 48 V em corrente contínua, com corrente de ˜208 A. As perdas por efeito Joule alcançaram ˜43,264 kW.
- 230 V em corrente alternada, com corrente de ˜43,5 A. As perdas por efeito Joule totalizaram ˜1,892 kW.
Os resultados foram coletados após medições padronizadas.

Analise o texto e identifique a principal vantagem do uso de corrente alternada a 230 V nesse sistema de distribuição de energia.