Segundo um relatório técnico fictício, uma comunidade isolada instalou um sistema de distribuição de energia…
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
Segundo um relatório técnico fictício, uma comunidade isolada instalou um sistema de distribuição de energia para alimentar uma carga de 10 kW. Foram testadas duas soluções com o mesmo cabo de cobre (resistividade resultante de 1 O no trecho de 200 m): - 48 V em corrente contínua, com corrente de ˜208 A. As perdas por efeito Joule alcançaram ˜43,264 kW. - 230 V em corrente alternada, com corrente de ˜43,5 A. As perdas por efeito Joule totalizaram ˜1,892 kW. Os resultados foram coletados após medições padronizadas. Analise o texto e identifique a principal vantagem do uso de corrente alternada a 230 V nesse sistema de distribuição de energia.
- A) Necessidade de cabos com maior seção transversal
- B) Redução da corrente elétrica exigida pelo sistema
- C) Eliminação total das perdas por efeito Joule
- D) Compatibilidade apenas com cargas de baixa potência
- E) Aumento da resistividade do cabo de cobre
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- A questão pede a principal vantagem da corrente alternada a 230 V em relação à contínua a 48 V, usando o mesmo cabo de cobre para alimentar a mesma carga de 10 kW.
- Calcule a corrente pela relação P = V x I. Em 48 V, I = 10000 / 48, aproximadamente 208 A. Em 230 V, I = 10000 / 230, aproximadamente 43,5 A. Os valores do relatório coincidem com esses cálculos.
- Verifique as perdas por efeito Joule, dadas por P_perdas = R x I^2. Com R = 1 ohm (resistência do trecho de 200 m), temos 208^2 x 1 = 43.264 W (43,264 kW) em corrente contínua, e 43,5^2 x 1 = 1.892 W (1,892 kW) em corrente alternada. Os dados do relatório são consistentes entre si.
- Conclusão: ao elevar a tensão, a corrente exigida cai de cerca de 208 A para 43,5 A. Como as perdas dependem do quadrado da corrente, elas caem de forma muito mais intensa. Logo, a principal vantagem é a redução da corrente elétrica exigida pelo sistema, alternativa B, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras alternativas estão erradas: A) o mesmo cabo foi usado nas duas soluções, então não há exigência de seção maior; C) as perdas diminuem muito, mas não são eliminadas, pois ainda restam 1,892 kW; D) a solução em 230 V atende a carga de 10 kW, que não é de baixa potência; E) a resistividade é propriedade do material e não aumenta com a troca do tipo de corrente.
💡 Dica: Compare as correntes e perdas de energia para identificar a vantagem da corrente alternada.
Alternativa por alternativa
Acredita que a tensão mais alta exige cabos mais grossos, confundindo a isolação ou a tensão suportada com a seção transversal condutora. Além disso, não percebe que o mesmo cabo foi usado nas duas soluções.
Por que engana: Confundir a relação entre corrente e perdas por efeito Joule, acreditando que corrente alternada elimina totalmente as perdas.
A corrente alternada em 230 V requer menor corrente (43,5 A vs 208 A), reduzindo perdas Joule (I^2R).
Entende que, por as perdas terem diminuído bastante, elas desaparecem por completo, ignorando que a resistência do cabo continua dissipando energia.
Associa tensão mais alta a uso restrito a cargas pequenas, sem comparar a potência de 10 kW com a capacidade da solução em 230 V.
Confunde resistividade, que é propriedade do material, com a resistência elétrica do trecho, achando que a mudança de tensão ou de tipo de corrente altera o cobre.
Raio-X da questão
perdas por efeito Joule
avaliacao
corrente elétrica e tensão · efeito Joule
Estude o efeito Joule e relação entre corrente, tensão e perdas em cabos.
Confundir a relação entre corrente e perdas por efeito Joule, acreditando que corrente alternada elimina totalmente as perdas.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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