Uma bateria de 12,0 V possui resistência interna r = 0,50 O e alimenta um motor representado por Rm = 1,0 O…
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
Uma bateria de 12,0 V possui resistência interna r = 0,50 O e alimenta um motor representado por Rm = 1,0 O. Ao fechar o circuito, determine a corrente, a tensão terminal da bateria, a potência entregue ao motor e a potência dissipada internamente. Comente sobre conservação de energia e proponha medidas para reduzir perdas.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Total R = r+Rm = 1,5 O. Corrente I = 12,0/1,5 = 8,0 A. Tensão terminal Vt = 12,0 - I·r = 12,0 - 8,0·0,50 = 8,0 V. Potência no motor Pm = I^2·Rm = 8^2·1,0 = 64 W. Potência dissipada internamente Pb = I^2·r = 8^2·0,50 = 32 W. Conservação de energia: energia química fornece P_total = V·I = 96 W = Pm + Pb; parte vira trabalho mecânico, parte calor. Para reduzir perdas: diminuir r (baterias de menor resistência interna), aumentar tensão de alimentação para reduzir corrente, usar condutores de menor resistência e melhorar eficiência do motor.
Explicação
A solução apresenta um cálculo claro das resistências em série e utiliza a Lei de Ohm para determinar a corrente e a tensão terminal da bateria. A análise da potência dissipada e fornecida ao motor demonstra a aplicação do princípio da conservação de energia, mostrando como a energia é convertida em trabalho e calor. As sugestões para reduzir perdas são práticas e eficazes, abordando tanto a resistência interna da bateria quanto a eficiência do sistema como um todo.
Raio-X da questão
circuito elétrico
avaliacao
lei de ohm · potência elétrica
Revisar a Lei de Ohm e conceitos de potência em circuitos.
O aluno pode confundir a tensão total com a tensão terminal, não considerando a queda de tensão na resistência interna da bateria.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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