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FísicaFUVESTBNCC EM13CNT306Difícil⏱ 2 a 3 minu

Durante um campeonato de natação, um painel eletrônico alimentado por uma rede de 127 V foi instalado próximo…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT306

Avaliar os riscos envolvidos em atividades cotidianas, aplicando conhecimentos das Ciências da Natureza, para justificar o uso de equipamentos e recursos, bem como comportamentos de segurança, visando à integridade física, individual e coletiva, e socioambiental, podendo fazer uso de dispositivos e aplicativos digitais que viabilizem a estruturação de simulações de tais riscos.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Durante um campeonato de natação, um painel eletrônico alimentado por uma rede de 127 V foi instalado próximo à área molhada. Uma falha de isolamento pode produzir uma corrente de fuga de 40 mA através de uma pessoa em contato com o piso. O circuito possui um disjuntor convencional de 20 A, mas não dispõe de dispositivo diferencial residual, conhecido como DR. Qual medida de segurança é fisicamente adequada para reduzir o risco de choque elétrico nessa situação?

  1. A) Cobrir as conexões com material plástico comum, pois essa medida substitui o DR mesmo que os cabos permaneçam expostos à umidade.
  2. B) Instalar um DR de 30 mA, que desliga o circuito ao detectar uma corrente de fuga, mantendo também o aterramento e as conexões afastadas da área molhada.
  3. C) Substituir o disjuntor de 20 A por outro de maior corrente nominal, evitando desligamentos durante o funcionamento do painel eletrônico.
  4. D) Manter o disjuntor de 20 A, pois a corrente de 40 mA é suficiente para fazê-lo desligar antes que o choque cause danos à pessoa.
  5. E) Retirar o aterramento do painel, pois o fio de proteção facilita a circulação da corrente elétrica em caso de falha de isolamento.

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

  1. Identificar o problema físico. Uma corrente de fuga de 40 mA através do corpo humano pode causar fibrilação ventricular, portanto é perigosa mesmo com tensão de 127 V. O risco está na corrente que atravessa a pessoa, e não na tensão isoladamente.
  2. Analisar o papel do disjuntor de 20 A. Ele protege a fiação contra sobrecarga e curto-circuito, mas responde a correntes da ordem de amperes. Uma fuga de 40 mA é mil vezes menor que 20 A, por isso o disjuntor não desliga e não protege a pessoa.
  3. Identificar a medida adequada. O dispositivo diferencial residual (DR) compara a corrente que sai pelo condutor fase com a que retorna pelo neutro. Se houver diferença, como ocorre quando parte da corrente passa pela pessoa, ele desliga o circuito. Um DR de 30 mA atua na faixa de segurança para proteção de pessoas, que é a exigida em áreas molhadas.
  4. Verificar a resposta. A alternativa B é a única que combina a proteção adequada (DR de 30 mA) com medidas complementares de segurança, como o aterramento e o afastamento das conexões da área molhada.
  5. Por que as outras estão erradas. A: plástico comum não substitui o DR e não protege contra a umidade e o contato com a corrente de fuga. C: aumentar o disjuntor elevaria o limite de desligamento e tornaria a proteção de pessoas ainda menos eficaz, além de expor a fiação. D: 40 mA está muito abaixo da corrente nominal de 20 A, então o disjuntor não atua. E: o aterramento é justamente o caminho que desvia a corrente de falha para a terra, reduzindo o risco; retirá-lo aumenta o perigo.

💡 Dica: Compare a corrente de fuga com a corrente nominal do disjuntor e identifique qual dispositivo detecta pequenas fugas.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Senso comum

Acredita que um isolamento improvisado com plástico comum elimina o risco elétrico, mesmo com os cabos expostos à umidade. Não percebe que a proteção de pessoas depende de um dispositivo que detecte a fuga.

B Correta

O DR compara as correntes de entrada e retorno do circuito e atua quando a diferença indica fuga. Essa proteção deve complementar o aterramento e outras medidas preventivas.

C Erradaerro: Conceitual

Supõe que um disjuntor de maior corrente nominal oferece mais segurança por evitar desligamentos. Confunde a proteção contra sobrecarga da fiação com a proteção contra choque, que exige sensibilidade de miliampères.

D Erradaerro: Procedimentala que mais engana

Acredita que a corrente de 40 mA é suficiente para acionar o disjuntor de 20 A. Não percebe que a corrente nominal do disjuntor é muito maior que a corrente de fuga, então ele não atua.

Por que engana: Supor que um disjuntor de 20 A desligará diante de uma fuga de apenas 40 mA.

E Erradaerro: Conceitual

Entende que o aterramento favorece a circulação de corrente pela pessoa e, por isso, deveria ser removido. Inverte a função do condutor de proteção, que desvia a corrente de falha para a terra.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil
Bloom avaliar
Leitura Médio
Discriminação Médio
Peso pedagógico Médio
Autonomia do enunciado Alto; apresenta os d
Cobertura da habilidade Avalia a i
🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ Questão contextualiz🧩 Avaliar aplicação co
🎯 Conceito central

Funcionamento do dispositivo diferencial residual.

📌 Objetivo

Reconhecer a função

🧱 Pré-requisitos

Diferença entre corrente nominal e corrente de fuga. · Função do aterramento e dos dispositivos de proteção.

📚 Reveja

Proteção contra choque elétrico em instalações de baixa tensão.

⚠️ Erro mais comum

Supor que um disjuntor de 20 A desligará diante de uma fuga de apenas 40 mA.

🌎 Tema transversal

Saúde, segurança e cidadania.

🤝 Socioemocional

Responsabilidade e tomada de decisão segura.

🏫 Contexto

Instalação elétrica

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