Um painel fotovoltaico de área A = 0,500 m² recebe irradiância solar de G = 800 W/m². A eficiência de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um painel fotovoltaico de área A = 0,500 m² recebe irradiância solar de G = 800 W/m². A eficiência de conversão elétrica do painel é ? = 18% (0,18). Calcule a potência elétrica útil P = G·A·? (em W) entregue pelo painel.
- A) P = 800·0,500 + 72
- B) P = G·A / ? = 800·0,500 / 0,18
- C) P = G·A·? = 800·0,500·0,18 = 72,0 W
- D) P = G·A + ? = 800 + 0,500 + 0,18
- E) P = G·A·(1 - ?) = 800·0,500·0,82
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado: área A = 0,500 m², irradiância G = 800 W/m² e eficiência de conversão 0,18 (18%). Passo 2: Aplique a fórmula da potência elétrica útil, que é o produto P = G·A·eficiência, pois a potência que chega ao painel é multiplicada pela fração que ele converte em eletricidade. Passo 3: Calcule a potência incidente G·A = 800 × 0,500 = 400 W. Passo 4: Multiplique pela eficiência: 400 × 0,18 = 72 W. Passo 5: Compare com as alternativas. A alternativa C, P = G·A·eficiência = 800·0,500·0,18 = 72,0 W, está correta e coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A soma 72 em vez de multiplicar a eficiência, o que não tem sentido físico; B divide pela eficiência, operação inversa à correta; D soma as três grandezas, misturando potência com área e eficiência sem significado; E calcula a fração 0,82 que não é convertida, ou seja, a parcela perdida, e não a potência útil.
💡 Dica: Aplique a fórmula P = G·A·? para encontrar a potência.
Alternativa por alternativa
O aluno calcula a potência incidente (400 W) e depois soma 72, como se a eficiência fosse um valor a ser adicionado, sem entender que ela atua como fração multiplicativa.
Por que engana: Confundir a fórmula da potência elétrica, utilizando a eficiência de forma incorreta ou não aplicando corretamente a multiplicação.
O aluno acredita que a eficiência deve dividir a potência incidente, invertendo o papel do rendimento, que representa a fração da energia que vira eletricidade.
Usa-se a relação direta entre irradiância (W/m²), área (m²) e eficiência adimensional: P = G·A·?; substituindo os valores obtém-se 72,0 W.
O aluno trata a fórmula como uma soma de grandezas de naturezas diferentes (irradiância, área e eficiência), sem compreender que a potência é o produto dessas grandezas.
O aluno calcula a parcela que não é convertida em eletricidade (1 menos a eficiência), confundindo a energia perdida com a energia útil entregue pelo painel.
Raio-X da questão
potência elétrica em painéis solares
avaliacao
cálculo de potência elétrica · eficiência em sistemas
Revisar a fórmula de potência elétrica e eficiência em sistemas fotovoltaicos.
Confundir a fórmula da potência elétrica, utilizando a eficiência de forma incorreta ou não aplicando corretamente a multiplicação.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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