Um motor DC opera sob tensão U = 48,0 V e consome corrente I = 12,0 A da fonte. A potência mecânica entregue…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um motor DC opera sob tensão U = 48,0 V e consome corrente I = 12,0 A da fonte. A potência mecânica entregue ao eixo é P_out = 520 W. Calcule a eficiência elétrica do motor ? = P_out / P_in, com P_in = U·I. Apresente ? em porcentagem (SI).
- A) ? = 50,0 %
- B) ? = 100,0 %
- C) ? = 90,3 %
- D) ? = 80,0 %
- E) ? = 60,0 %
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Resolvi a questão sem usar o gabarito. A potência elétrica de entrada é P_in = U·I = 48,0 V × 12,0 A = 576 W. Passo 2: A eficiência é η = P_out / P_in = 520 W / 576 W = 0,90277... Passo 3: Em porcentagem, η = 90,3 %, que corresponde à alternativa C. Passo 4: Por que as outras estão erradas: A (50,0 %) exigiria uma potência de entrada de 1040 W, o dobro do valor real; B (100,0 %) ignoraria as perdas internas do motor, o que não ocorre em máquinas reais; D (80,0 %) corresponderia a uma potência de entrada de 650 W, valor que resulta de um erro de multiplicação de 48 × 12; E (60,0 %) exigiria uma potência de entrada de cerca de 867 W, que não decorre de nenhuma operação correta com os dados. Passo 5: O gabarito oficial C está correto, e a resolução independente confirma essa alternativa.
💡 Dica: Calcule P_in e depois a eficiência usando a fórmula dada.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente dobrou a potência de entrada, usando 2·U·I = 1152 W ou algo equivalente, e então obteve 520/1040 = 50 %.
O aluno acredita que o motor converte toda a energia elétrica em trabalho mecânico, sem perdas, e por isso assume eficiência de 100 %.
P_in = 48,0·12,0 = 576 W; ? = 520/576 = 0,90278 ? 90,28% ˜ 90,3%. Fórmula: eficiência = P_out/P_in.
O aluno erra a multiplicação 48 × 12, obtendo cerca de 650 W em vez de 576 W, e então calcula 520/650 ≈ 80 %.
Por que engana: Confundir a relação entre potência de entrada e potência de saída, calculando a eficiência incorretamente.
O aluno calcula de forma incorreta a potência de entrada, obtendo cerca de 867 W, e assim chega a 60 %. Isso indica que ele não aplicou a fórmula P_in = U·I de maneira consistente.
Raio-X da questão
eficiência de motor DC
avaliacao
potência elétrica · cálculo de porcentagem
Revisar o cálculo de eficiência em sistemas elétricos.
Confundir a relação entre potência de entrada e potência de saída, calculando a eficiência incorretamente.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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