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Física2ª sérieBNCC EM13CNT308Difícil⏱ longo

Uma residência é alimentada por monofásico V = 230 V; carga P = 5,00 kW com cosf = 0,90 (atrasado). Distância…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT308

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

Uma residência é alimentada por monofásico V = 230 V; carga P = 5,00 kW com cosf = 0,90 (atrasado). Distância entre painel e medidor = 40 m (ida). Considere cabo de cobre com resistividade ? = 1,7×10?8 O·m. Admitindo queda de tensão máxima 3% e desprezando reatância, determine a área mínima A do condutor (m²) e indique a seção comercial (mm²). Apresente cálculos e perdas no condutor.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Corrente: I = P/(V·cosf) = 5000/(230·0,90) = 24,15 A. 2) Queda permitida: ?V = 0,03·230 = 6,90 V. 3) Desprezando reatância, ?V ˜ I·R·cosf ? R_max = ?V/(I·cosf) = 6,90/(24,15·0,90) = 0,3176 O. 4) Comprimento de ida e volta L = 2·40 = 80 m. Resistência R = ?·L/A ? A = ?·L/R_max = (1,7·10?8·80)/0,3176 = 4,29·10?6 m² = 4,29 mm². 5) Seção comercial adequada: 6 mm² (próxima comercial superior). 6) Perdas: P_perda = I²·R_max = (24,15)²·0,3176 ˜ 185,7 W. Fórmulas usadas: I = P/(V·cosf), R = ?·L/A, ?V ˜ I·R·cosf, P_perda = I²·R.

Explicação

O cálculo da corrente leva em consideração a potência, a tensão e o fator de potência, permitindo determinar a corrente que flui pelo condutor. A queda de tensão permitida é utilizada para calcular a resistência máxima do condutor, que, por sua vez, é relacionada à área do condutor através da resistividade do material e do comprimento do cabo. Finalmente, a seção comercial escolhida deve ser a mais próxima e superior à área calculada, garantindo segurança e eficiência na instalação elétrica.

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

queda de tensão em condutores

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

queda de tensão em condutores · cálculo de potência elétrica

📚 Reveja

Revisar os conceitos de queda de tensão e cálculo de área de condutores.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a fórmula da queda de tensão, utilizando valores incorretos para a resistividade ou a distância, resultando em um cálculo errado da área do condutor.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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