Um gerador elétrico converte energia mecânica em energia elétrica. Se um gerador possui uma eficiência de 80%…
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
Um gerador elétrico converte energia mecânica em energia elétrica. Se um gerador possui uma eficiência de 80% e produz 400 W de potência elétrica, qual é a potência mecânica fornecida a ele?
- A) 400 W
- B) 450 W
- C) 500 W
- D) 600 W
- E) 350 W
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. O gerador tem eficiência de 80% (0,8) e fornece 400 W de potência elétrica, que é a potência de saída. Procuramos a potência mecânica de entrada.
- Lembre a definição de eficiência: rendimento = potência útil / potência total fornecida. Para um gerador, a potência útil é a elétrica (saída) e a potência total fornecida é a mecânica (entrada).
- Escreva a relação: 0,8 = 400 / P_mec. Isolando a potência mecânica: P_mec = 400 / 0,8 = 500 W.
- Verificação: 80% de 500 W é 400 W, o que confirma o resultado. Parte da energia mecânica (100 W) se perde como calor e atrito, por isso a entrada precisa ser maior que a saída.
- Por que as outras estão erradas. A (400 W) é a própria potência elétrica, ignorando a perda. B (450 W) não corresponde a nenhuma relação com o rendimento de 80%. D (600 W) resultaria de um rendimento de cerca de 66,7%, não de 80%. E (350 W) é menor que a potência elétrica, o que é impossível em um gerador real, pois a saída não pode superar a entrada.
- Conclusão: a alternativa correta é a C, de acordo com o gabarito oficial.
💡 Dica: Use a fórmula da eficiência para encontrar a potência mecânica.
Alternativa por alternativa
O aluno tomou a potência elétrica de 400 W como se fosse a potência mecânica, ignorando que a eficiência de 80% indica perdas na conversão.
O aluno percebeu que a entrada deve ser maior que 400 W, mas acrescentou um valor sem relação com o rendimento, como se fosse uma perda fixa aproximada.
Por que engana: O aluno pode confundir a eficiência com a potência elétrica, calculando a potência mecânica apenas como 400 W sem considerar a eficiência do gerador.
A potência mecânica é calculada como Pe / ?, resultando em 500 W.
O aluno inverteu ou aplicou mal a fração do rendimento, por exemplo tratando 400 W como 2/3 do total ou multiplicando por 1,5, o que dá um rendimento de cerca de 66,7% e não de 80%.
O aluno subtraiu uma perda da potência elétrica, achando que a potência mecânica deve ser menor que a elétrica, o que inverte a direção da conversão de energia.
Raio-X da questão
eficiência de geradores
avaliacao
cálculo de eficiência · potência elétrica e mecânica
Revisar a fórmula da eficiência e como calcular potência mecânica.
O aluno pode confundir a eficiência com a potência elétrica, calculando a potência mecânica apenas como 400 W sem considerar a eficiência do gerador.
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tomada_decisao
cientifico
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