Durante um ensaio de um sistema de armazenamento de energia, a tensão nos terminais de um dispositivo aumenta…
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
Durante um ensaio de um sistema de armazenamento de energia, a tensão nos terminais de um dispositivo aumenta uniformemente de 0 V para 10 V ao longo de 5 s. Nesse intervalo, a corrente elétrica mantém valor constante de 2 A. Considere que a potência elétrica instantânea seja dada pelo produto entre tensão e corrente. Com base nessas informações, qual é a potência elétrica média fornecida ao dispositivo durante os 5 s do ensaio?
- A) 10 W
- B) 15 W
- C) 5 W
- D) 20 W
- E) 40 W
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A tensão sobe de forma uniforme (linear) de 0 V até 10 V em 5 s, e a corrente é constante em 2 A. Como a potência instantânea é P = V x I, ela também cresce de forma linear com o tempo.
- Calcule a potência nos extremos do intervalo. Em t = 0 s, P = 0 x 2 = 0 W. Em t = 5 s, P = 10 x 2 = 20 W.
- Calcule a média. Como a potência cresce linearmente, a média é a média aritmética dos valores extremos: (0 + 20) / 2 = 10 W. Equivalentemente, a tensão média é (0 + 10) / 2 = 5 V e a potência média é 5 x 2 = 10 W.
- Compare com as alternativas. O resultado 10 W corresponde à alternativa A, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: B (15 W) mistura valores de potência com tensão ou erra a média; C (5 W) usa a tensão média sem multiplicar pela corrente; D (20 W) é a potência final, não a média; E (40 W) resulta de multiplicações indevidas, como dobrar a potência final.
💡 Dica: Calcule a potência usando a fórmula P = V * I.
Alternativa por alternativa
Como a tensão varia uniformemente de 0 V a 10 V, sua tensão média no intervalo é a média aritmética dos valores inicial e final: (0 + 10)/2 = 5 V. Como a corrente é constante e vale 2 A, a potência média é Pm = Vm · I = 5 · 2 = 10 W.
O aluno provavelmente faz a média entre 10 e 20 de forma incorreta, misturando a tensão final de 10 V com a potência final de 20 W, em vez de calcular a média de duas potências na mesma unidade.
O aluno calcula corretamente a tensão média de 5 V, mas esquece de multiplicá-la pela corrente de 2 A, ou divide 10 por 2 sem considerar que a corrente é constante em 2 A.
O aluno toma a potência no instante final (10 V x 2 A = 20 W) como se fosse a potência média durante todo o ensaio, ignorando que a potência começa em zero e cresce.
O aluno provavelmente multiplica a tensão ou a potência final por um fator extra, como o tempo de 5 s ou um fator 2 sem justificativa, confundindo potência com energia ou fazendo um cálculo sem sentido físico.
Raio-X da questão
potência elétrica
avaliacao
cálculo de potência elétrica · lei de Ohm
Revisar a fórmula da potência elétrica e suas unidades.
Confundir a relação entre tensão, corrente e potência, aplicando a fórmula incorretamente.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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