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Física2ª sérieBNCC EM13CNT308Média⏱ medio

“— Técnico, por que o consumo da nova luminária não confere com os cálculos?” questionou o engenheiro durante…

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

“— Técnico, por que o consumo da nova luminária não confere com os cálculos?” questionou o engenheiro durante a manutenção do sistema público de iluminação. A luminária LED opera com tensão de 48 V e potência nominal de 100 W, alimentada por uma fonte conversora ligada à rede de 127 VCA. O fabricante informa que a eficiência desse conversor é de aproximadamente 90% e que seu fator de potência é 1,0. Dados ilustrativos. Determine a intensidade de corrente alternada que a fonte conversora extrai da rede de 127 VCA.

  1. A) 0,90 A
  2. B) 0,44 A
  3. C) 1,11 A
  4. D) 0,87 A
  5. E) 0,79 A

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

  1. Identifique o que é dado. A luminária consome 100 W (potência de saída, nominal). O conversor tem rendimento de 90% (0,90) e fator de potência 1,0. A rede é de 127 V (valor eficaz).
  2. Calcule a potência que a fonte precisa retirar da rede. Como rendimento = potência de saída / potência de entrada, a potência de entrada é 100 / 0,90, aproximadamente 111,1 W.
  3. Use a potência aparente para corrente alternada monofásica: P = V x I x FP. Com FP = 1,0, I = P / (V x FP) = 111,1 / (127 x 1,0), aproximadamente 0,875 A, que arredondado é 0,87 A (ou 0,88 A se arredondado de outra forma; a alternativa D é a mais próxima).
  4. Comparação com o gabarito oficial: a letra D coincide com a minha resolução, portanto concordo com o gabarito.
  5. Por que as outras estão erradas: A) 0,90 A confunde o rendimento com a própria corrente, o que não tem sentido físico. B) 0,44 A corresponde a dividir a potência de entrada por cerca de 254 V, dobro da tensão da rede, o que não é o caso. C) 1,11 A corresponde a dividir 111,1 W por 100, usando a potência em vez da tensão da rede. E) 0,79 A corresponde a 100 / 127, ou seja, ignora o rendimento do conversor e usa a potência de saída como se fosse a potência da rede.

💡 Dica: Considere a potência de entrada necessária para compensar a eficiência e use o fator de potência na relação entre potência, tensão e corrente.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Interpretaçãoa que mais engana

Trata o rendimento de 90% como se fosse diretamente o valor da corrente, sem aplicar qualquer cálculo com potência e tensão.

Por que engana: Usar diretamente os 100 W nominais como potência retirada da rede, sem considerar que a eficiência de 90% exige uma potência de entrada maior.

B Erradaerro: Procedimental

Divide a potência de entrada pelo dobro da tensão da rede (254 V), confundindo 127 VCA com um valor que deveria ser duplicado.

C Erradaerro: Procedimental

Divide a potência de entrada (111,1 W) por 100 em vez de dividir pela tensão da rede, trocando o valor que deveria ser usado no denominador.

D Correta

A fonte precisa receber cerca de 100/0,9 = 111 W para fornecer 100 W à luminária. Como o fator de potência é 1, a corrente é 111/127 ≈ 0,87 A.

E Erradaerro: Conceitual

Calcula 100 / 127 e ignora o rendimento de 90% do conversor, achando que a rede fornece exatamente a potência nominal da luminária.

Raio-X da questão

Dificuldade Média
Bloom Aplicar
Leitura medio
Discriminação medio
Peso pedagógico medio
Autonomia do enunciado completo
Cobertura da habilidade unica
🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ situacional🧩 progressao
🎯 Conceito central

Potência elétrica e eficiência

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

Relação entre potência e corrente · Eficiência de conversores elétricos

📚 Reveja

Revise eficiência de conversores e a relação entre potência ativa, tensão, corrente e fator de potência em circuitos de corrente alternada.

⚠️ Erro mais comum

Usar diretamente os 100 W nominais como potência retirada da rede, sem considerar que a eficiência de 90% exige uma potência de entrada maior.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cotidiano

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