Descrição de cena: Linhas de tubos verticais sustentam uma estufa automatizada em processo de montagem. Um…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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
Descrição de cena: Linhas de tubos verticais sustentam uma estufa automatizada em processo de montagem. Um microcontrolador monitora sensores de umidade do solo e aciona uma válvula solenoide de 12 V para irrigação. O esquema elétrico mostra um transistor NPN que liga a bobina da válvula e um diodo D1 ligado em paralelo inverso à bobina. Quando o transistor desliga, a corrente na bobina não cessa instantaneamente devido à sua indutância. Analise o texto-base e identifique a função do diodo D1 no circuito de acionamento da válvula solenoide.
- A) Reduzir a corrente média que circula pela bobina da válvula
- B) Impedir que a tensão de alimentação ultrapasse o valor nominal de 12 V
- C) Proteger o transistor de picos de tensão reversa gerados pela bobina
- D) Estabilizar a tensão de referência dos sensores de umidade
- E) Filtrar ruídos de alta frequência gerados pelo microcontrolador
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique o componente em questão. Em uma válvula solenoide, a bobina é um indutor. Pela lei de Faraday-Lenz, a corrente em um indutor não pode variar instantaneamente; quando o transistor corta a corrente, a bobina tenta mantê-la e gera uma tensão induzida de polaridade invertida, que pode atingir valores muito maiores que os 12 V da alimentação.
- Analise a posição do diodo. O diodo D1 está em paralelo inverso com a bobina, ou seja, polarizado de forma que, em operação normal (bobina energizada), fica bloqueado e não conduz. No instante do desligamento, a tensão reversa induzida na bobina faz o diodo conduzir, criando um caminho fechado para a corrente (chamado de diodo de roda livre ou flyback), que dissipa a energia armazenada no campo magnético da bobina.
- Conclua a função. Ao fornecer esse caminho, o diodo limita a tensão sobre o transistor, protegendo-o contra picos de tensão reversa. Por isso a alternativa C é a correta, e o gabarito oficial está coerente com a análise.
- Verifique as demais alternativas. A) Errada: o diodo não reduz a corrente média que a bobina recebe, que é controlada pelo acionamento do transistor. B) Errada: a tensão de alimentação é fixada pela fonte e não é regulada pelo diodo. D) Errada: os sensores de umidade não dependem do diodo de acionamento da válvula. E) Errada: filtrar ruídos exige capacitores ou filtros RC, não um diodo de flyback.
💡 Dica: Analise o papel do diodo em circuitos com bobinas e transistores.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que o diodo controla a quantidade média de corrente na bobina, confundindo a proteção contra transientes com a regulação de corrente, que é feita pelo chaveamento do transistor.
Por que engana: Confundir a função do diodo com redução de corrente ou filtragem de ruídos, não reconhecendo sua proteção contra picos de tensão reversa.
O aluno supõe que o diodo funciona como limitador ou regulador da tensão de alimentação de 12 V, ignorando que a tensão reversa é um transiente gerado pela bobina e não uma variação da fonte.
O diodo em paralelo inverso fornece caminho para a corrente da bobina ao desligar, evitando picos que danificariam o transistor.
O aluno acha que todo diodo serve para estabilizar tensões de referência, como um diodo zener, e não percebe que o diodo D1 pertence ao circuito de acionamento da bobina e não ao circuito dos sensores.
O aluno associa o diodo a qualquer função de filtragem de sinais, confundindo-o com filtros de ruído, que dependem de capacitores ou redes RC, e não de um dispositivo que conduz apenas em um sentido.
Raio-X da questão
função do diodo em circuito
avaliacao
circuitos eletrônicos básicos · função de diodos e transistores
Estude proteção de transistores contra picos de tensão em bobinas.
Confundir a função do diodo com redução de corrente ou filtragem de ruídos, não reconhecendo sua proteção contra picos de tensão reversa.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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