— Se a usina solar fica fora do vilarejo, por que falam em “subir a tensão” antes de mandar a energia pelos…

Questão

— Se a usina solar fica fora do vilarejo, por que falam em “subir a tensão” antes de mandar a energia pelos cabos? — perguntou um morador durante a reunião. A equipe técnica explicou que a usina fornece potência elétrica de 100 kW e que, na saída dos inversores, a tensão é de 400 V. Para levar essa energia até o vilarejo, será usado um par de condutores cuja resistência elétrica total é 0,40 ohm (considerando ida e volta). Como meta do projeto, busca-se reduzir o aquecimento dos cabos, pois isso representa desperdício de energia por efeito Joule. A proposta apresentada é instalar um transformador elevador na usina para transmitir a energia a 4,0 kV, mantendo a potência de 100 kW durante a transmissão e desprezando outras perdas além do aquecimento nos condutores. Com base nas informações do texto, determine a potência dissipada por efeito Joule nos cabos quando a transmissão ocorre a 4,0 kV.

1. A) 2,5 kW
2. B) 25 kW
3. C) 250 kW
4. D) 0,25 W
5. E) 250 W

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

1. Identifique os dados. Potência da usina P = 100 kW = 100000 W. Tensão na transmissão U = 4,0 kV = 4000 V. Resistência total dos condutores R = 0,40 ohm.
2. Calcule a corrente que circula na linha. Como a potência transmitida se mantém em 100 kW, I = P / U = 100000 / 4000 = 25 A.
3. Calcule a potência dissipada por efeito Joule nos cabos. P_Joule = R x I^2 = 0,40 x 25^2 = 0,40 x 625 = 250 W.
4. Conclusão. A potência dissipada nos cabos é 250 W, que corresponde à alternativa E. O gabarito oficial está correto.
5. Por que as outras estão erradas. A (2,5 kW) tem ordem de grandeza incompatível com a corrente de 25 A e a resistência de 0,40 ohm. B (25 kW) resulta de usar a tensão de 400 V em vez de 4 kV, o que daria corrente de 250 A. C (250 kW) é o valor numérico correto tomado com unidade errada, pois 250 W não são 250 kW. D (0,25 W) decorre de uma divisão indevida por mil, que reduz a potência dissipada sem justificativa física.
6. Interpretação do resultado. Ao elevar a tensão de 400 V para 4 kV, a corrente cai 10 vezes e a perda por efeito Joule cai 100 vezes em relação à transmissão em 400 V, que seria de 25 kW. Isso mostra por que a equipe fala em subir a tensão antes de transmitir.

💡 Dica: Calcule a corrente e use a fórmula do efeito Joule para encontrar a potência dissipada.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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