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Física3ª sérieBNCC EM13CNT106Difícil⏱ longo

Num enlace óptico o transmissor envia P0 = 0 dBm. Atenuação da fibra a = 0,40 dB·km^-1 ao longo de L = 20 km…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT106

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

Num enlace óptico o transmissor envia P0 = 0 dBm. Atenuação da fibra a = 0,40 dB·km^-1 ao longo de L = 20 km; perdas adicionais: junções 2 dB e conectores 1 dB. O receptor exige sensibilidade S = -28 dBm. Calcule a potência recebida P_rx (dBm) e a margem.

  1. A) P_rx = -35 dBm; margem = 7 dB.
  2. B) P_rx = -11 dBm; margem = 17 dB ? enlace OK.
  3. C) P_rx = -20 dBm; margem = 8 dB.
  4. D) P_rx = -5 dBm; margem = 5 dB.
  5. E) P_rx = -10 dBm; margem = 12 dB.

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

  1. Calcule a atenuação da fibra: a × L = 0,40 dB/km × 20 km = 8 dB. Passo 2: Some as perdas adicionais: junções 2 dB + conectores 1 dB = 3 dB. Perda total = 8 + 3 = 11 dB. Passo 3: Calcule a potência recebida: P_rx = P0 - perda total = 0 dBm - 11 dB = -11 dBm. Passo 4: Calcule a margem de potência: margem = P_rx - S = -11 dBm - (-28 dBm) = 17 dB. Como a margem é positiva, o enlace funciona. Passo 5: Conclusão: a alternativa correta é a B, que coincide com o gabarito oficial. A alternativa A está errada porque sua potência recebida de -35 dBm corresponde a uma perda que não existe no enunciado. A alternativa C está errada porque -20 dBm implica perda de 20 dB, o que só ocorreria ignorando as perdas de junções e conectores e usando um coeficiente de atenuação incorreto. A alternativa D está errada porque -5 dBm implica perda de 5 dB, valor que não corresponde à soma dos componentes do enlace, e a margem de 5 dB também não é coerente com P_rx e S. A alternativa E está errada porque -10 dBm implica perda de 10 dB, que equivale apenas à fibra mais as junções, sem os conectores de 1 dB.

💡 Dica: Calcule a potência recebida considerando todas as perdas.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

O aluno provavelmente errou o cálculo da perda total, obtendo um valor muito maior que 11 dB, e calculou a margem com a ordem invertida (S - P_rx = -28 - (-35) = 7 dB).

B Correta

P_rx(dBm)=P0 - a·L - perdas_junções - perdas_conectores. Subtrai-se a sensibilidade para obter margem. Valores numéricos diretos.

C Erradaerro: Interpretaçãoa que mais engana

O aluno provavelmente ignorou as perdas de junções e conectores ou usou um coeficiente de atenuação errado (como 1 dB/km), chegando a uma perda de 20 dB. A margem de 8 dB decorre desse P_rx incorreto.

Por que engana: O aluno pode confundir a soma das perdas adicionais com a atenuação total, resultando em um valor incorreto para a potência recebida.

D Erradaerro: Procedimental

O aluno provavelmente subtraiu apenas parte das perdas ou fez uma soma incorreta, obtendo perda de 5 dB. A margem de 5 dB também não é coerente com a diferença entre P_rx e S.

E Erradaerro: Atenção

O aluno provavelmente esqueceu a perda de 1 dB do conector e somou apenas a fibra (8 dB) e as junções (2 dB), obtendo perda de 10 dB. A margem de 12 dB também não corresponde a P_rx - S para esse valor.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil
Bloom Avaliar
Leitura alto
Discriminação alto
Peso pedagógico alto
Autonomia do enunciado completo
Cobertura da habilidade multipla
🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio
🎯 Conceito central

atenuação em fibra óptica

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

cálculo de atenuação · análise de potência em dBm

📚 Reveja

Revisar os conceitos de atenuação e potência em sistemas ópticos.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a soma das perdas adicionais com a atenuação total, resultando em um valor incorreto para a potência recebida.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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