Em uma pequena comunidade costeira, a energia gerada por um conjunto de painéis solares será enviada para…
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
Em uma pequena comunidade costeira, a energia gerada por um conjunto de painéis solares será enviada para algumas casas por cabos de cobre. O engenheiro informou que, para uma mesma pot^encia eletrica de 2,0 x 10^3 W, a corrente no circuito pode ser de 10 A quando a tensao de transporte for 200 V, ou de 2,0 A quando a tensao for 1000 V. Como os cabos apresentam resistencia de 4,0 ohms, a perda de potencia nos fios pode ser estimada por P = R x I^2. O grupo quer adotar a opcao que diminua o aquecimento dos cabos e melhore o aproveitamento da energia enviada as casas. Com base no texto, identifique a medida que reduz mais a perda de energia nos cabos de transporte.
- A) Reduzir a tensão de transporte para 200 V, mantendo a mesma potência enviada.
- B) Aumentar a potência enviada para 3,0 x 10^3 W, mantendo a tensão em 200 V.
- C) Aumentar a resistência dos cabos para 8,0 ohms, mantendo a corrente de 10 A.
- D) Elevar a tensão de transporte para 1000 V, mantendo a mesma potência enviada.
- E) Reduzir a resistência dos cabos para 2,0 ohms, mantendo a corrente de 10 A.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Calcule a perda de potência com a corrente de 10 A (tensão de 200 V). Como P = 2000 W e V = 200 V, I = P/V = 10 A. Então a perda é P_perda = R x I^2 = 4,0 x 10^2 = 400 W.
- Calcule a perda com a tensão de 1000 V. A corrente vale I = 2000/1000 = 2,0 A, e a perda é 4,0 x 2,0^2 = 16 W.
- Compare os valores. Elevar a tensão para 1000 V reduz a perda de 400 W para 16 W, a maior redução entre as opções. Por isso a alternativa D é a correta, e coincide com o gabarito oficial.
- Analise as demais alternativas. A: a tensão de 200 V já é a da situação inicial, então a perda continua em 400 W e não há redução. B: com 3000 W em 200 V, a corrente sobe para 15 A e a perda sobe para 900 W, o que piora o aquecimento. C: aumentar a resistência para 8,0 ohms com 10 A eleva a perda para 800 W, o que piora a situação. E: reduzir a resistência para 2,0 ohms com 10 A baixa a perda para 200 W, uma melhora real, mas bem menor que a da opção D.
- Conclusão. A forma mais eficiente de diminuir a perda nos cabos é aumentar a tensão de transporte, pois a perda depende do quadrado da corrente, e elevar a tensão reduz a corrente para a mesma potência.
💡 Dica: Compare as perdas calculando P = R × I² para cada corrente indicada.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que diminuir a tensão reduz a perda, ignorando que, para a mesma potência, uma tensão menor exige corrente maior. Também pode não perceber que 200 V já é a tensão da situação inicial, então nada muda.
Por que engana: Confundir a potência transmitida às casas com a potência dissipada nos cabos e escolher uma opção sem considerar que as perdas dependem do quadrado da corrente.
O aluno imagina que mais potência enviada melhora o aproveitamento, sem considerar que o aumento de potência em 200 V eleva a corrente para 15 A e, como a perda cresce com o quadrado da corrente, a perda sobe para 900 W.
O aluno pensa que aumentar a resistência pode ser vantajoso, talvez por associar resistência a proteção. Na fórmula P = R x I^2, uma resistência maior aumenta a perda diretamente.
Com a tensão de 1000 V, a corrente é 2,0 A. Assim, a perda de potência nos cabos é 4,0 × 2,0² = 16 W, menor que a perda com corrente de 10 A.
O aluno identifica corretamente que reduzir a resistência diminui a perda, mas não compara as magnitudes: com 10 A a perda cai só para 200 W, enquanto a elevação da tensão para 1000 V leva a 16 W. Ele pode ter buscado apenas a redução mais simples, sem comparar as opções.
Raio-X da questão
Perdas por efeito Joule
avaliacao
Potência elétrica e tensão · Corrente elétrica e resistência
Revise a relação entre potência, tensão e corrente, e o cálculo de perdas resistivas nos cabos.
Confundir a potência transmitida às casas com a potência dissipada nos cabos e escolher uma opção sem considerar que as perdas dependem do quadrado da corrente.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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