Experimento: uma célula é testada com cargas e registra-se: R=5 O ? V=1,20 V; R=10 O ? V=1,40 V; R=20 O ?…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, tecnologias e possíveis soluções para as demandas que envolvem a geração, o transporte, a distribuição e o consumo de energia elétrica, considerando a disponibilidade de recursos, a eficiência energética, a relação custo/benefício, as características geográficas e ambientais, a produção de resíduos e os impactos socioambientais e culturais.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Experimento: uma célula é testada com cargas e registra-se: R=5 O ? V=1,20 V; R=10 O ? V=1,40 V; R=20 O ? V=1,50 V. Use V = E - I·r e I = V/R. Determine a fem E e a resistência interna r e avalie se duas iguais em série atendem um aparelho que precisa de 3,0 V a 0,5 A.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
I1=1,20/5=0,24 A; I2=1,40/10=0,14 A. De V = E - I·r ? r = (V2-V1)/(I1-I2) = (1,40-1,20)/(0,24-0,14)=0,20/0,10=2,0 O. E ˜ V2+I2·r =1,40+0,14·2,0=1,68 V (média ˜1,67 V). Duas em série: E_tot ˜3,34 V, r_tot=4,0 O. Sob I=0,5 A V_terminal =3,34 -0,5·4,0=1,34 V < 3,0 V, logo NÃO atendem. Conclusão: é necessário usar células com maior fem ou menor resistência interna (ou arranjos e número de células diferentes) para obter 3,0 V à corrente exigida.
Explicação
A análise dos dados experimentais permite calcular a resistência interna da célula e sua força eletromotriz, que são essenciais para entender o desempenho da fonte de energia. A verificação do funcionamento em série mostra que a tensão gerada não atende à demanda do aparelho, indicando a necessidade de uma fonte com maior tensão ou menor resistência interna. Essa conclusão é fundamental para garantir que o dispositivo funcione adequadamente nas condições exigidas.
Raio-X da questão
força eletromotriz e resistência interna
avaliacao
lei de Ohm · circuitos elétricos
Revisar as leis de Ohm e circuitos elétricos.
O aluno pode confundir a relação entre tensão, corrente e resistência, aplicando incorretamente a fórmula de Ohm e não considerando a resistência interna da célula.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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