Tabela: três placas paralelas com ?V e separação d: (I) d=0,50 mm, ?V=1500 V; (II) d=2,0 mm, ?V=4000 V; (III)…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Investigar e analisar o funcionamento de equipamentos elétricos e/ou eletrônicos e sistemas de automação para compreender as tecnologias contemporâneas e avaliar seus impactos sociais, culturais e ambientais.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Tabela: três placas paralelas com ?V e separação d: (I) d=0,50 mm, ?V=1500 V; (II) d=2,0 mm, ?V=4000 V; (III) d=1,0 mm, ?V=3500 V. Calcule E = ?V/d (em V/m) e identifique qual configuração tem maior E e quais atingem ou ultrapassam E_corona = 3,0×106 V/m.
- A) Maior E é II (2,0×106); somente III está acima de E_corona.
- B) Valores de E não podem ser comparados sem conhecer a área das placas; por isso não é possível responder.
- C) Maior E é a III (3,5×106 V/m); configurações I (3,0×106) e III excedem ou atingem E_corona.
- D) Todas as três têm E menores que E_corona, nenhuma risco de coroa.
- E) Maior E é a I; apenas I excede E_corona.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Calcule o campo elétrico de cada configuração pela fórmula E = ΔV/d, convertendo a separação de milímetros para metros (1 mm = 0,001 m). Passo 2: Configuração I: E = 1500 / 0,50×10^-3 = 3,0×10^6 V/m. Configuração II: E = 4000 / 2,0×10^-3 = 2,0×10^6 V/m. Configuração III: E = 3500 / 1,0×10^-3 = 3,5×10^6 V/m. Passo 3: O maior campo é o da configuração III (3,5×10^6 V/m), pois ela combina a maior tensão com uma separação relativamente pequena. Passo 4: Compare cada valor com E_corona = 3,0×10^6 V/m. A configuração I atinge exatamente esse valor e a III o ultrapassa, por isso ambas atingem ou ultrapassam o limite. A configuração II (2,0×10^6) fica abaixo. Passo 5: Por que as outras alternativas estão erradas: A troca o maior campo pela configuração II, que é a de menor campo. B afirma que a área é necessária, mas o campo entre placas paralelas depende apenas de ΔV e d. D ignora a conversão de unidades e conclui erroneamente que nenhum valor chega ao limite. E considera só a menor separação e ignora que a tensão da I é a menor. Conclusão: o gabarito C está correto.
💡 Dica: Calcule E para cada placa e compare os resultados.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente escolheu a configuração de maior tensão (4000 V) sem dividir pela separação, ou seja, tratou o maior ΔV como maior campo. Além disso, não verificou que o valor 2,0×10^6 V/m é o menor dos três.
Por que engana: Confundir a relação entre a diferença de potencial e a distância, levando a um cálculo incorreto do campo elétrico.
O aluno acredita que o campo elétrico depende da área das placas, confundindo com grandezas como capacitância ou força total. Para placas paralelas, o campo uniforme é determinado apenas por E = ΔV/d.
Cálculos: I:1500/0,0005=3,0×106; II:4000/0,002=2,0×106; III:3500/0,001=3,5×106 V/m.
O aluno provavelmente não converteu os milímetros para metros e, usando d em mm, obteve valores pequenos (3000, 2000 e 3500), concluindo que nenhum atinge 3,0×10^6 V/m. O erro está na unidade, não no conceito.
O aluno considerou apenas a menor separação (0,50 mm, configuração I) como indicador de maior campo, sem calcular ΔV/d para as demais. Na prática, a menor distância não garante o maior campo quando a tensão é pequena.
Raio-X da questão
campo elétrico
avaliacao
cálculo de campo elétrico · potencial elétrico
Revisar a fórmula do campo elétrico E = ?V/d.
Confundir a relação entre a diferença de potencial e a distância, levando a um cálculo incorreto do campo elétrico.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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