Na maioria dos peixes elétricos as descargas são produzidas por órgãos elétricos constituídos por células…
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
Na maioria dos peixes elétricos as descargas são produzidas por órgãos elétricos constituídos por células, chamadas eletroplacas, empilhadas em colunas. Suponha que cada eletroplaca se comporte como um gerador ideal. [IMAGEM] Suponha que o sistema elétrico de um poraquê, peixe elétrico de água doce, seja constituído de uma coluna com 5000 eletroplacas associadas em série, produzindo uma força eletromotriz total de 600 V. Considere que uma raia-torpedo, que vive na água do mar, possua um sistema elétrico formado por uma associação em paralelo de várias colunas, cada uma com 750 eletroplacas iguais às do poraquê, ligadas em série, constituindo mais da metade da massa corporal desse peixe. [IMAGEM] Desconsiderando perdas internas, se em uma descarga a raia-torpedo conseguir produzir uma corrente elétrica total de 50 A durante um curto intervalo de tempo, a potência elétrica gerada por ela, nesse intervalo de tempo, será de UNESP - 2020
- A) 3500 W.
- B) 3000 W.
- C) 2500 W.
- D) 4500 W.
- E) 4000 W.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Calcule a força eletromotriz de cada eletroplaca. Como o poraquê tem 5000 eletroplacas em série somando 600 V, cada uma fornece 600 / 5000 = 0,12 V. Passo 2: Calcule a força eletromotriz de uma coluna da raia. Ela tem 750 eletroplacas em série, então a coluna fornece 750 x 0,12 = 90 V. Passo 3: Calcule a força eletromotriz total da raia. As colunas estão em paralelo, e associar geradores iguais em paralelo não soma tensões: a tensão do conjunto continua sendo a de uma coluna, 90 V. Passo 4: Calcule a potência gerada. Usando P = U x i, com U = 90 V e i = 50 A, temos P = 90 x 50 = 4500 W. Passo 5: Confira a alternativa. A alternativa D (4500 W) é a correta. A alternativa A (3500 W) está errada porque não corresponde à tensão de 90 V da associação. A alternativa B (3000 W) está errada porque usa uma tensão que não é obtida pela associação correta. A alternativa C (2500 W) está errada porque confunde a corrente com a tensão do sistema. A alternativa E (4000 W) está errada porque o produto não corresponde a 90 V vezes 50 A.
💡 Dica: Calcule a força eletromotriz total e use P=U×I para encontrar a potência.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente calcula a tensão da coluna por um valor aproximado ou incorreto e não reconhece que a tensão de cada coluna é 90 V, chegando a um produto com 70 V como tensão.
O aluno provavelmente erra o cálculo da força eletromotriz por eletroplaca ou da coluna, obtendo uma tensão de 60 V para o conjunto e multiplicando por 50 A.
Por que engana: Confundir associação em série com paralelo e calcular potência usando valores errados de tensão ou corrente.
O aluno provavelmente confunde a grandeza usada no produto, tomando a corrente de 50 A como se fosse a tensão, o que resulta em 50 x 50 = 2500 W.
Certa. A DDP total de cada coluna da raia-torpedo é calculada como (600 V / 5000) × 750 = 90 V, pois cada eletroplaca contribui com uma parte da voltagem total do poraquê (600 V para 5000 placas, logo cada uma fornece 0,12 V; multiplicando por 750 placas: 0,12 × 750 = 90 V). A corrente total fornecida pela raia-torpedo é de 50 A. Assim, a potência gerada é P = U × I = 90 V × 50 A = 4500 W. Portanto, a alternativa D está correta.
O aluno provavelmente assume que a tensão de cada coluna é 80 V, por um erro na divisão da força eletromotriz total pelo número de eletroplacas ou de colunas, e depois multiplica por 50 A.
Raio-X da questão
associação de geradores, potência elétrica
avaliacao
Lei de Ohm e potência elétrica · Associação de resistores e geradores
Estude associação de geradores em série e paralelo e cálculo de potência elétrica.
Confundir associação em série com paralelo e calcular potência usando valores errados de tensão ou corrente.
tomada_decisao
cientifico
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