Questões BNCC EM13CNT308

Em uma escova dental elétrica recarregável, um pequeno motor de corrente contínua movimenta a cabeça da escova. No interior do motor, uma bobina pode girar entre os polos de um ímã permanente. Quando a corrente percorre a bobina, seus dois lados imersos no campo magnético sofrem forças em sentidos opostos. Um comutador inverte o sentido da corrente na bobina a cada meia volta do rotor.

Com base no funcionamento descrito, explique como as forças magnéticas sobre os lados da bobina produzem torque no rotor, justifique por que o comutador deve inverter a corrente a cada meia volta e relacione esse processo ao movimento contínuo da cabeça da escova.

Uma plataforma de exibição audiovisual instalou, diante de uma tela pública, um sensor que detecta a presença de espectadores por meio da radiação infravermelha emitida pelos corpos. Quando o sinal elétrico do sensor ultrapassa um valor programado, o circuito inicia a reprodução. Um segundo sistema registra o tempo de permanência do público e passa a repetir conteúdos com maior retenção de espectadores.

Na crítica da Escola de Frankfurt, a indústria cultural tende a converter bens culturais em mercadorias padronizadas, organizadas para manter o consumo e reduzir o espaço de reflexão autônoma.

Explique o funcionamento físico e automatizado do sistema e analise, com base na Escola de Frankfurt, por que a seleção orientada pelo tempo de permanência não pode ser considerada uma medida suficiente da autonomia cultural do público.

Uma instalação dedicada à crítica da Escola de Frankfurt apresenta vídeos em celulares configurados para ajustar automaticamente o brilho da tela. Os organizadores discutem se mecanismos que orientam a forma de recepção dos conteúdos podem reduzir escolhas conscientes do usuário.

Em um teste do sistema, foram obtidos os seguintes dados:

Iluminação ambiente: 50 lux
Tensão produzida pelo sensor: 0,4 V
Brilho da tela: 30%

Iluminação ambiente: 200 lux
Tensão produzida pelo sensor: 1,2 V
Brilho da tela: 55%

Iluminação ambiente: 800 lux
Tensão produzida pelo sensor: 3,6 V
Brilho da tela: 90%

O sensor converte a luz recebida em um sinal elétrico. O controlador utiliza esse sinal para definir o brilho da tela.

Analise a relação entre as grandezas medidas, explique o funcionamento do controle automático e avalie em que medida os dados físicos sustentam a crítica frankfurtiana apresentada.

Em um terminal rodoviário, uma esteira automatizada separa bagagens durante o turno noturno. Seu atuador possui um trecho de fio de 0,40 m, perpendicular a um campo magnético uniforme de 0,50 T. Para mover cada desvio da esteira, o fio deve receber uma força magnética de 12 N. O equipamento atual permanece energizado nos intervalos entre as bagagens, provocando aquecimento. Uma atualização pretende desligar a corrente nesses intervalos e manter o campo com ímãs permanentes, cuja fabricação e cujo descarte também geram impactos ambientais. Considere F = B.I.L.

Qual alternativa apresenta a corrente necessária no atuador e uma avaliação adequada da atualização proposta?

— Se o ar do arquivo aquecer, o ventilador deve ligar antes que os documentos fiquem expostos a temperaturas elevadas — orientou a técnica responsável pela manutenção. O controlador usa um termistor NTC, cuja resistência elétrica diminui quando a temperatura aumenta, e um comparador que aciona o ventilador quando Vsaida é inferior a 5 V. O circuito é alimentado por uma fonte de 10 V. Em 30 graus C, o termistor apresenta resistência de 10 000 ohm. Ele será associado em série a um resistor fixo, formando um divisor de tensão. Quando Vsaida é medida sobre o termistor, vale Vsaida = 10 V x Rterm/(Rfixo + Rterm). O ventilador deve permanecer desligado abaixo de 30 graus C e ser acionado quando a temperatura ultrapassar esse valor.

Analise o circuito descrito e identifique a montagem que permite acionar o ventilador quando a temperatura ultrapassa 30 graus C.

Durante a modernização de um centro de distribuição de livros, uma esteira automatizada passou a separar caixas por meio de um sensor óptico. Ao detectar uma caixa, a controladora fecha uma chave eletrônica e energiza, por 0,40 s, um solenoide que desloca uma guia metálica. A bobina do solenoide foi projetada para operar com tensão constante de 24 V e tem resistência elétrica de 12 ohm. Para evitar falhas durante acionamentos sucessivos, a fonte deve fornecer uma corrente 25% maior que a corrente nominal da bobina. No dimensionamento, usam-se as relações I=U/R e P=U x I, em que I é a corrente, U é a tensão e R é a resistência.

Elabore, com base nos dados do sistema automatizado, a especificação mínima da fonte que assegura o acionamento seguro do solenoide.

— Quando escurece, a iluminação da entrada deve ligar sem que alguém toque no interruptor — explicou a técnica responsável pelo protótipo de uma biblioteca pública. Um sensor de luminosidade envia um sinal de 5,0 V a um relé. A bobina desse relé é percorrida por corrente de 0,020 A e, ao ser acionada, fecha contatos ligados a uma luminária conectada à rede de 127 V. Durante o funcionamento, a corrente elétrica na luminária é de 2,0 A. Para estimar a potência elétrica consumida por um equipamento, utiliza-se P = U x I, em que P é dado em W, U em V e I em A. O circuito do sensor não é conectado diretamente aos condutores da luminária.

Identifique a afirmação que interpreta corretamente a potência da luminária e a função do relé no sistema descrito.

— A irrigação automática parou de novo — reclamou o zelador de uma praça, ao ver que a válvula solenoide não abria.

No abrigo do sistema, a central de automação aciona uma válvula de 12 V que, quando opera corretamente, consome potência elétrica de 24 W. Para evitar aquecimento dos fios e danos à central em caso de travamento mecânico da válvula, o técnico instalou, em série com a alimentação, um componente de proteção que interrompe o circuito ao fundir seu elemento interno sempre que a corrente ultrapassa seu valor nominal. Em um travamento, a corrente pode chegar a 3 A.

O técnico quer que esse componente não interrompa o funcionamento normal, mas atue em caso de falha.

Com base nas informações do texto, determine o valor de corrente nominal mais adequado para esse componente de proteção.