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Biologia3ª sérieBNCC EM13CNT101Difícil⏱ longo

Um motor CC tem resistência de armadura Ra = 2,00 O, resistor em série Rs = 1,00 O, constante Ke = Kt = 0,050…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT101

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 motor CC tem resistência de armadura Ra = 2,00 O, resistor em série Rs = 1,00 O, constante Ke = Kt = 0,050 (V·s·rad?¹ ou N·m/A). Ele é alimentado por V = 24,0 V e suporta uma carga de torque Tl = 0,50 N·m. Determine se o motor alcança regime estacionário com rotação constante; se sim, calcule velocidade angular ? (rad/s) e corrente; se não, explique e calcule valores máximos possíveis (corrente de bloqueio e torque de bloqueio). Use V - I(Ra+Rs) - Ke·? = 0 e Kt·I = T.

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

Resposta esperada

Torque requerido I_req = Tl/Kt = 0,50/0,05 = 10,0 A. Corrente máxima (bloqueio) I_stall = V/(Ra+Rs) = 24,0/(2,00+1,00)=24/3=8,00 A. Torque máximo disponível Kt·I_stall = 0,05·8,00 = 0,40 N·m < Tl, logo não há regime em rotação; o motor ficará bloqueado. Valores: I_stall = 8,00 A; T_max = 0,40 N·m.

Explicação

O cálculo do torque requerido indica que a corrente necessária para manter a carga é maior do que a corrente máxima que o motor pode fornecer. Como o torque máximo disponível é inferior ao torque exigido pela carga, o motor não consegue alcançar uma rotação constante e ficará bloqueado. Assim, os valores calculados de corrente de bloqueio e torque máximo confirmam essa condição de operação.

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

motor CC

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

circuitos elétricos · motores elétricos

📚 Reveja

Revisar o funcionamento de motores CC e suas equações de torque e corrente.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a relação entre tensão, corrente e resistência, não aplicando corretamente a Lei de Ohm na análise do motor.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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