Proponha um procedimento experimental completo para determinar a potência ativa média P, a potência aparente S…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Proponha um procedimento experimental completo para determinar a potência ativa média P, a potência aparente S e o fator de potência cos f de um refrigerador doméstico conectado a 220 V; indique instrumentos, montagem, equações e como estimar o consumo mensal em kWh e as incertezas. Ao final, faça um cálculo exemplo usando medidas hipotéticas: tensão eficaz V = 220 V, corrente eficaz I = 2,0 A, cos f = 0,65, funcionamento médio 8 h/dia por 30 dias.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Instrumentos: wattímetro (true RMS) ou analizador de energia, multímetro RMS, pinça de corrente, osciloscópio com sonda de corrente, registrador de dados. Montagem: conectar wattímetro em série com o refrigerador na rede 220 V; para medir cos f use analisador ou osc./sinais V(t) e I(t). Equações: S = V·I (VA); P = V·I·cosf (W); cosf = P/(V·I); energia mensal E = P(kW)·t(h). Cálculo exemplo: S = 220 V·2,0 A = 440 VA; P = 440·0,65 = 286 W = 0,286 kW. Horas mensais = 8·30 = 240 h ? E = 0,286·240 = 68,64 kWh. Incertezas: propague incertezas instrumentais (ex.: ?V/V, ?I/I, ?cosf) usando s_P/P ˜ v[(s_V/V)²+(s_I/I)²+(s_{cosf}/cosf)²]; fornecer intervalos numéricos conforme precisões dos instrumentos. Observações: registrar variação temporal e calcular média temporal de P; considerar ciclos de compressor (ligado/desligado) usando amostragem contínua para estimativa realista do consumo.
Explicação
A proposta detalha os instrumentos necessários e a montagem adequada para medir as potências e o fator de potência de um refrigerador, garantindo a precisão dos dados coletados. As equações apresentadas permitem calcular a potência ativa, aparente e o consumo mensal de energia de forma clara e direta. A inclusão das incertezas instrumentais e a consideração de variações no funcionamento do aparelho asseguram uma análise mais realista e confiável dos resultados obtidos.
Raio-X da questão
potência elétrica e consumo
avaliacao
potência elétrica · cálculo de consumo de energia
Revisar conceitos de potência ativa, aparente e fator de potência.
O aluno pode confundir potência ativa com potência aparente, não diferenciando corretamente os conceitos.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cotidiano
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