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Física3ª sérieBNCC EM13CNT106Média⏱ medio

— A fita de LED da oficina comunitaria queima se ligar direto na tomada? — perguntou um voluntario, ao…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT106

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

— A fita de LED da oficina comunitaria queima se ligar direto na tomada? — perguntou um voluntario, ao instalar a iluminacao de uma bancada. Para orientar o uso, o grupo testou um transformador 127 V/12 V (60 Hz) alimentando uma carga resistiva semelhante a fita. Com um multimetro, registrou: no primario, tensao de 127 V e corrente de 0,46 A; no secundario, tensao de 11,8 V e corrente de 4,7 A. Ao final, combinaram que a orientacao deveria explicar, em linguagem simples, o que o equipamento faz com a tensao e a corrente e qual parte da potencia eletrica de entrada chega, de fato, ao circuito de 12 V, desconsiderando incertezas de medida. Interprete as medidas do texto e identifique a frase mais adequada para um aviso aos voluntarios, sintetizando a funcao do transformador e seu rendimento aproximado.

  1. A) Informar que ele reduz de 127 V para cerca de 12 V, reduz a corrente e tem rendimento de cerca de 95%.
  2. B) Informar que ele reduz de 127 V para cerca de 12 V, aumenta a corrente e tem rendimento de 100%.
  3. C) Informar que ele eleva de 12 V para 127 V, reduz a corrente e tem rendimento de cerca de 95%.
  4. D) Informar que ele reduz de 127 V para cerca de 12 V, aumenta a corrente e tem rendimento de cerca de 95%.
  5. E) Informar que ele reduz de 127 V para cerca de 12 V, aumenta a corrente e tem rendimento de cerca de 5%.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

  1. Calcule a potência de entrada no primário: 127 V x 0,46 A = 58,42 W. Passo 2: Calcule a potência de saída no secundário: 11,8 V x 4,7 A = 55,46 W. Passo 3: Calcule o rendimento: 55,46 / 58,42 = 0,949, ou cerca de 95%. Passo 4: Interprete a função do transformador: ele reduz a tensão de cerca de 127 V para cerca de 12 V, e a corrente sobe de 0,46 A para 4,7 A. Isso acontece porque a potência é quase a mesma nos dois lados (a tensão cai e a corrente aumenta na mesma proporção), com uma pequena perda de cerca de 5% em forma de calor. Passo 5: Por que as outras alternativas estão erradas: A diz que a corrente diminui, mas ela aumenta de 0,46 A para 4,7 A. B afirma rendimento de 100%, o que ignora as perdas reais medidas (58,42 W contra 55,46 W). C inverte a função, pois o transformador reduz a tensão de 127 V para 12 V e não eleva de 12 V para 127 V. E confunde a perda de cerca de 5% com o rendimento, que é de cerca de 95%. Passo 6: Conclusão: a frase correta para o aviso é a da alternativa D, que sintetiza a redução de tensão, o aumento de corrente e o rendimento de cerca de 95%. Como a questão não envolve figura ou tabela, o gabarito oficial está coerente com os dados.

💡 Dica: Calcule a potencia de entrada e saida para estimar o rendimento e analise a relacao entre tensao e corrente.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceitual

O aluno acredita que, ao reduzir a tensão, o transformador também reduz a corrente, como se a corrente diminuísse junto com a tensão. Ele não percebe que, para manter a potência, a corrente do secundário precisa ser maior.

B Erradaerro: Senso comuma que mais engana

O aluno supõe que o transformador não tem perdas e transfere 100% da potência, ignorando o aquecimento do núcleo e dos enrolamentos. Ele não compara as potências de entrada e saída calculadas a partir dos dados medidos.

Por que engana: Confundir aumento e reducao de corrente no transformador ou calcular rendimento incorretamente.

C Erradaerro: Interpretação

O aluno inverte a função do equipamento e entende que ele eleva a tensão de 12 V para 127 V. Ele não identifica no texto qual lado é o primário (127 V) e qual é o secundário (12 V).

D Correta

Pin=127*0,46=58 W e Pout=11,8*4,7=55 W, logo rendimento ~55/58=0,95; tensao cai e corrente sobe.

E Erradaerro: Procedimental

O aluno toma a perda de cerca de 5% como se fosse o rendimento do transformador. Ele confunde a parcela que se perde com a parcela que chega ao circuito de 12 V.

Raio-X da questão

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

transformador, tensao, corrente, rendimento

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

potencia eletrica basica · relacao tensao e corrente

📚 Reveja

estude transformadores, potencia eletrica e eficiencia energetica

⚠️ Erro mais comum

Confundir aumento e reducao de corrente no transformador ou calcular rendimento incorretamente.

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cotidiano

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