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Física3ª sérieBNCC EM13CNT106Média⏱ medio

Deseja-se transmitir P = 200 kW por uma linha com resistência total R = 0,500 O. Calcule as perdas P_perda =…

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

Deseja-se transmitir P = 200 kW por uma linha com resistência total R = 0,500 O. Calcule as perdas P_perda = I^2·R quando a transmissão é feita a) V = 11,0 kV e b) V = 110 kV. Use I = P/V.

  1. A) P_perda ˜ 0,67 W com V = 11,0 kV.
  2. B) P_perda ˜ 4,00×10^2 W com V = 11,0 kV.
  3. C) P_perda ˜ 1,65×10^2 W; b) P_perda ˜ 1,65 W
  4. D) P_perda ˜ 1000 W com V = 110 kV.
  5. E) P_perda ˜ 10,00 W com V = 110 kV.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

  1. Converta as grandezas para unidades do SI. P = 200 kW = 200000 W; R = 0,500 ohm. Em a), V = 11,0 kV = 11000 V; em b), V = 110 kV = 110000 V. Passo 2: Calcule a corrente em a). I = P/V = 200000/11000 = 18,18 A. Passo 3: Calcule a perda em a). P_perda = I^2 x R = (18,18)^2 x 0,500 = 330,6 x 0,500 = 165,3 W, ou seja, aproximadamente 1,65 x 10^2 W. Passo 4: Calcule a corrente em b). I = 200000/110000 = 1,818 A. Passo 5: Calcule a perda em b). P_perda = (1,818)^2 x 0,500 = 3,306 x 0,500 = 1,65 W. Passo 6: Compare com o gabarito. Os resultados 1,65 x 10^2 W (a) e 1,65 W (b) correspondem exatamente à alternativa C, que é a resposta correta e coincide com o gabarito oficial. Passo 7: Conclusão didática. Ao aumentar a tensão de 11 kV para 110 kV (dez vezes), a corrente cai dez vezes e a perda, que depende do quadrado da corrente, cai cem vezes. Por isso linhas de transmissão usam alta tensão. As outras alternativas estão erradas: A tem valor baixo demais para 11 kV; B tem valor alto demais para 11 kV; D e E associam a 110 kV valores que não resultam de I^2 x R com I = P/V.

💡 Dica: Calcule a corrente usando a fórmula I = P/V antes de encontrar as perdas.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

O aluno provavelmente errou o cálculo da corrente ou do quadrado, subestimando a perda em 11 kV, possivelmente ao usar a tensão de 110 kV no lugar de 11 kV.

B Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno provavelmente superestimou a perda em 11 kV por erro de cálculo na corrente ou na potência, aplicando a fórmula de forma incorreta.

Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre tensão e corrente, resultando em um cálculo incorreto das perdas de energia.

C Correta

I_a=200000/11000=18,18 A ? P_a=I_a^2·0,5˜(18,18)^2·0,5˜165 W. I_b=200000/110000=1,818 A ? P_b˜(1,818)^2·0,5˜1,65 W.

D Erradaerro: Conceitual

O aluno provavelmente associou a alta tensão a uma perda maior, ou calculou mal a corrente em 110 kV, chegando a um valor muito acima do correto.

E Erradaerro: Atenção

O aluno provavelmente errou na conversão de unidades ou na divisão de P por V em 110 kV, obtendo uma perda bem abaixo do correto de 1,65 W.

Raio-X da questão

Dificuldade Média
Bloom Analisar
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

perdas de energia

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

lei de ohm · cálculo de potência

📚 Reveja

Revisar a relação entre potência, tensão e corrente em circuitos elétricos.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a relação entre tensão e corrente, resultando em um cálculo incorreto das perdas de energia.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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