Um painel fotovoltaico fornece corrente I = 6,0 A a tensão V = 18 V durante 5,0 h efetivas por dia. O sistema…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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
Um painel fotovoltaico fornece corrente I = 6,0 A a tensão V = 18 V durante 5,0 h efetivas por dia. O sistema tem conversores com eficiência do carregador 90% e inversor 90% (eficiências multiplicativas). Calcule a energia elétrica diária disponível para cargas AC (em Wh). Use P = V·I e E = P·t.
- A) E_disponível = 324 Wh/dia
- B) E_disponível = 1080 Wh/dia
- C) E_disponível = 540 Wh/dia
- D) E_disponível = 450 Wh/dia
- E) E_disponível ˜ 437 Wh/dia (0,437 kWh/dia).
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Calcule a potência do painel com P = V x I. P = 18 V x 6,0 A = 108 W.
- Calcule a energia gerada em 5,0 h efetivas com E = P x t. E = 108 W x 5,0 h = 540 Wh por dia.
- Aplique as eficiências multiplicativas. O carregador tem 90% = 0,90 e o inversor tem 90% = 0,90, então a eficiência total é 0,90 x 0,90 = 0,81.
- Calcule a energia disponível para cargas AC. E_disponível = 540 Wh x 0,81 = 437,4 Wh/dia, ou seja, aproximadamente 437 Wh/dia (0,437 kWh/dia).
- Compare com as alternativas. A alternativa E é a única que traz 437 Wh/dia, então ela está correta e coincide com o gabarito oficial. A alternativa A (324) está errada porque não corresponde a nenhum dos produtos corretos da questão. A alternativa B (1080) está errada porque o valor dobra a energia bruta em vez de reduzi-la pelas perdas. A alternativa C (540) está errada porque é a energia bruta antes das perdas nos conversores. A alternativa D (450) está errada porque resulta de um cálculo de potência incorreto, já que 18 x 5 = 90 W não corresponde aos dados do enunciado.
💡 Dica: Calcule a potência e depois a energia considerando as eficiências.
Alternativa por alternativa
Provavelmente aplicou um desconto de perdas de forma incorreta, subtraindo as perdas de cada conversor ou usando um fator de cerca de 0,6 em vez de 0,81. Assim, a energia caiu mais do que deveria.
Provavelmente dividiu a energia pela eficiência ou tratou as eficiências como fatores de ganho, o que aumentou o valor em vez de reduzi-lo. Isso ignora que as eficiências representam perdas nos conversores.
Calculou corretamente a energia bruta de 540 Wh, mas não aplicou as eficiências dos conversores, que estavam explicitamente no enunciado.
Provavelmente errou o cálculo da potência, usando 18 x 5 = 90 W em vez de 18 x 6 = 108 W, e depois aplicou as eficiências ou manteve um valor próximo do correto por coincidência de cálculo.
Por que engana: O aluno pode confundir a eficiência total do sistema, multiplicando incorretamente as eficiências dos conversores e do inversor.
P = V·I = 18·6 = 108 W; energia gerada = 108 W·5 h = 540 Wh; aplicando eficiências: 540·0,90·0,90 = 540·0,81 = 437,4 Wh.
Raio-X da questão
energia elétrica em Wh
avaliacao
cálculo de potência elétrica · eficiência em sistemas elétricos
Revisar cálculos de potência e energia elétrica.
O aluno pode confundir a eficiência total do sistema, multiplicando incorretamente as eficiências dos conversores e do inversor.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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