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Física2ª sérieBNCC EM13CNT308Fácil⏱ medio

Trabalhei em um projeto de estufa automatizada e notei a integração de um sensor de umidade do solo, um…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT308

Investigar e analisar o funcionamento de equipamentos elétricos e/ou eletrônicos e sistemas de automação para compreender as tecnologias contemporâneas e avaliar seus impactos sociais, culturais e ambientais.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Trabalhei em um projeto de estufa automatizada e notei a integração de um sensor de umidade do solo, um microcontrolador e uma bomba de água. O sensor gera uma tensão de 0 a 5 V proporcional à umidade. Quando o microcontrolador detecta tensão abaixo de 2 V, ele ativa um sinal digital que passa por um transistor de comutação para energizar uma bobina de relé. Ao fechar seus contatos, o relé conecta a fonte de 12 V à bomba de 6 W. Um diodo de roda livre está em paralelo à bobina do relé para proteger o transistor contra picos de tensão. Analise o texto e identifique qual componente garante o isolamento elétrico entre o microcontrolador e a bomba de água:

  1. A) O diodo de roda livre conectado em paralelo à bobina do relé para proteger o transistor
  2. B) O resistor de pull-up do sensor de umidade que ajusta o nível de referência
  3. C) O relé de isolamento entre o microcontrolador e a bomba de água
  4. D) O fusível de proteção situado na linha de alimentação da bomba de água
  5. E) O transistor de comutação que amplifica o sinal de controle do microcontrolador

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

  1. Identifiquei a cadeia descrita no texto: sensor de umidade, microcontrolador, sinal digital, transistor de comutação, bobina do relé, contatos do relé, bomba de 6 W com fonte de 12 V. Passo 2: Isolamento elétrico significa que não existe ligação condutora direta entre o circuito de controle (microcontrolador, 5 V) e o circuito de potência (bomba, 12 V). Passo 3: No relé, a bobina do lado de controle e os contatos do lado de potência são separados eletricamente; a transferência de energia entre eles ocorre por campo magnético, e não por condução. Por isso o relé garante o isolamento galvânico entre o microcontrolador e a bomba, o que corresponde à alternativa C, que coincide com o gabarito oficial. Passo 4: Por que as outras estão erradas: A) o diodo de roda livre protege o transistor contra picos de tensão, mas não separa os circuitos; B) o resistor de pull-up apenas define o nível de referência do sinal do sensor e não tem relação com a bomba; D) o fusível protege contra sobrecorrente na linha da bomba, mas não cria separação entre os circuitos; E) o transistor amplifica e comuta o sinal de controle, mas continua ligado eletricamente ao microcontrolador, portanto não isola.

💡 Dica: Identifique o componente que isola eletricamente o microcontrolador da bomba.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceituala que mais engana

Confunde proteção contra picos de tensão com isolamento elétrico. O aluno acha que, por proteger um componente, o diodo também separa os circuitos.

Por que engana: Confundir o papel do diodo de roda livre ou do transistor com o isolamento elétrico proporcionado pelo relé.

B Erradaerro: Conceitual

Acredita que qualquer componente que mexe com níveis de tensão ou referência também isola os circuitos. O resistor de pull-up apenas define um nível lógico do sensor.

C Correta

Relé utiliza bobina e contatos separados, garantindo isolamento elétrico entre controle e carga.

D Erradaerro: Senso comum

Associa o fusível à ideia intuitiva de desligar ou cortar a energia e conclui que ele separa a bomba do restante do circuito. Ele só interrompe a corrente em caso de sobrecarga e não cria isolamento.

E Erradaerro: Interpretação

Interpreta o transistor como barreira por ser o elemento que controla a bomba, sem notar que ele está eletricamente ligado ao microcontrolador e apenas amplifica o sinal.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil
Bloom Criar
Leitura medio
Discriminação alto
Peso pedagógico medio
Autonomia do enunciado completo
Cobertura da habilidade unica
🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ interpretativa🧩 consolidacao
🎯 Conceito central

isolamento elétrico relé microcontrolador

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

componentes eletrônicos básicos · função do relé em circuitos

📚 Reveja

Estude o funcionamento e papel do relé em circuitos eletrônicos.

⚠️ Erro mais comum

Confundir o papel do diodo de roda livre ou do transistor com o isolamento elétrico proporcionado pelo relé.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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