Um gerador mecânico aplica torque t = 5,0 N·m num eixo que gira com velocidade angular ? = 150 rad/s. A…
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 mecânico aplica torque t = 5,0 N·m num eixo que gira com velocidade angular ? = 150 rad/s. A eficiência de conversão mecânico?elétrico é ? = 0,85. O gerador alimenta uma bateria de 24,0 V. Calcule a corrente de carga I (A) fornecida à bateria. Use P = t·? e P_el = ?·P.
- A) I = 50 A
- B) I = 15 A
- C) I = 5 A
- D) I ˜ 26,6 A.
- E) I = 100 A
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Calcule a potência mecânica de entrada com P = t·ω. Temos P = 5,0 × 150 = 750 W.
- Aplique a eficiência de 0,85 para obter a potência elétrica: P_el = 0,85 × 750 = 637,5 W.
- A corrente fornecida à bateria de 24,0 V vem de P_el = V·I, logo I = P_el / V = 637,5 / 24 = 26,5625 A, que arredondado é aproximadamente 26,6 A.
- Conferência das demais alternativas. A alternativa A (50 A) exigiria potência de 1200 W, valor que não corresponde aos dados. A alternativa B (15 A) exigiria cerca de 360 W, o que não resulta de nenhuma etapa correta. A alternativa C (5 A) confunde a corrente com o próprio torque. A alternativa E (100 A) exigiria 2400 W, também incompatível com os dados.
- Conclusão: a resposta correta é a alternativa D, em concordância com o gabarito oficial.
💡 Dica: Calcule a potência elétrica e use a relação entre potência e corrente.
Alternativa por alternativa
Provavelmente calculou a potência mecânica com erro de multiplicação (cerca de 1200 W) e depois dividiu por 24 V, sem refazer a conta com 5,0 × 150 = 750.
Errou a conta da potência ou a divisão final, chegando a um valor próximo de 360 W, e não aplicou corretamente P_el = 0,85 × 750 = 637,5 W antes de dividir por 24.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre potência e corrente, aplicando a fórmula de forma incorreta e obtendo um valor errôneo.
Interpretou que a corrente seria igual ao valor numérico do torque (5,0 N·m), sem relacionar a corrente com a potência elétrica e a tensão da bateria.
P_mech = t·? = 5,0·150 = 750 W; P_el = 0,85·750 = 637,5 W; I = P_el / V = 637,5 / 24,0 ˜ 26,56 A ˜ 26,6 A.
Calculou uma potência muito maior que a real (cerca de 2400 W) ao multiplicar fatores de forma incorreta, e então dividiu por 24 V, obtendo 100 A.
Raio-X da questão
potência elétrica e corrente
avaliacao
potência elétrica · cálculo de corrente elétrica
Revisar as fórmulas de potência e eficiência em circuitos elétricos.
O aluno pode confundir a relação entre potência e corrente, aplicando a fórmula de forma incorreta e obtendo um valor errôneo.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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