Durante uma atividade de laboratório, estudantes analisaram um gerador elétrico utilizado em uma pequena…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante uma atividade de laboratório, estudantes analisaram um gerador elétrico utilizado em uma pequena estação de bombeamento de água. O equipamento transforma potência mecânica, fornecida por uma turbina, em potência elétrica. Devido a perdas por aquecimento, atrito e resistência elétrica, apenas 80% da potência mecânica de entrada é convertida em potência elétrica útil. Em determinado momento, o gerador forneceu 1 200 W de potência elétrica. Considerando os dados do texto, qual era a potência mecânica fornecida à entrada do gerador nesse momento?
- A) 1 500 W
- B) 240 W
- C) 1 200 W
- D) 960 W
- E) 2 160 W
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- O enunciado diz que apenas 80% da potência mecânica de entrada é convertida em potência elétrica útil. Portanto, a potência elétrica útil é igual a 0,8 vezes a potência mecânica de entrada.
- Sabemos que a potência elétrica útil foi de 1 200 W. Escrevendo a relação: 1 200 = 0,8 × P_mecânica.
- Isolando a potência mecânica, dividimos os dois lados por 0,8: P_mecânica = 1 200 / 0,8 = 1 500 W.
- Conferindo: 80% de 1 500 W é 0,8 × 1 500 = 1 200 W, o valor fornecido pelo gerador. Logo, a alternativa A está correta e coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: a alternativa B (240 W) corresponde à parcela de 20% perdida sobre 1 200 W, não à entrada; a alternativa C (1 200 W) ignora as perdas e repete a potência de saída; a alternativa D (960 W) multiplica por 0,8 em vez de dividir; a alternativa E (2 160 W) soma às perdas um valor que não é coerente com o enunciado.
💡 Dica: Use a fórmula da eficiência para encontrar a potência mecânica.
Alternativa por alternativa
A eficiência é dada pela razão entre a potência elétrica útil e a potência mecânica de entrada: η = P elétrica/P mecânica. Assim, 0,80 = 1 200/P mecânica. Logo, P mecânica = 1 200/0,80 = 1 500 W.
O aluno calcula 20% de 1 200 W, parcela que foi perdida, e a toma como potência de entrada. Confunde a fração convertida com a fração perdida.
O aluno supõe que a potência de entrada é igual à de saída, ignorando que há perdas por aquecimento, atrito e resistência elétrica.
O aluno aplica 80% sobre 1 200 W, multiplicando, quando deveria dividir. Usa a relação na direção errada, pois a entrada é maior que a saída útil.
O aluno soma 1 200 W a 80% desse valor (1 200 + 960), tratando o rendimento como um acréscimo à potência de saída, quando a saída é apenas uma fração da entrada.
Raio-X da questão
eficiência de geradores
avaliacao
eficiencia energetica · conversao de energia
Revisar a relação entre potência elétrica e potência mecânica em geradores.
Confundir a potencia mecanica com a eletrica, ou nao aplicar corretamente a formula da eficiencia dividindo potencia eletrica pela eficiencia.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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