DISSERTATIVA — Uma comunidade demanda P = 12,0 kW a U = 230 V. A usina fica L = 2,00 km. Opção A: transmissão…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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
DISSERTATIVA — Uma comunidade demanda P = 12,0 kW a U = 230 V. A usina fica L = 2,00 km. Opção A: transmissão direta a 230 V por linha com r_lin = 0,050 O/km. Opção B: elevar para 11,0 kV com transformadores em ambas as pontas (eficiência 98% cada) e linha com r_lin = 0,0005 O/km. Calcule perdas em cada opção e indique a melhor justificando por números (usar SI).
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Modelo de resposta: Opção A: I = P/U = 12000/230 ˜ 52,174 A. R_line = 0,050·2 = 0,100 O. Perda_line = I²·R_line ˜ (52,174²)·0,1 ˜ 272 W (~2,27% de 12 kW). Opção B: I' = 12000/11000 ˜ 1,0909 A. R_line' = 0,0005·2 = 0,001 O. Perda_line' ˜ (1,0909²)·0,001 ˜ 0,0012 W (negligível). Transformadores: eficiência combinada = 0,98² = 0,9604 ? perdas ˜ 12 000·(1-0,9604) ˜ 468,8 W (~3,91%). Conclusão: embora a perda na linha com 11 kV seja quase nula, as perdas em transformadores tornam B pior neste caso curto (2 km); escolher A por menores perdas totais (˜272 W vs ˜469 W).
Explicação
A análise das perdas em cada opção mostra que, apesar das perdas na linha de 11 kV serem quase nulas, as perdas nos transformadores são significativas, resultando em um total maior de perdas na Opção B. A Opção A apresenta perdas totais menores, o que a torna mais eficiente para a transmissão de energia a uma distância de 2 km. Portanto, a escolha da Opção A é justificada pelos números, que indicam uma solução mais econômica em termos de perdas.
Raio-X da questão
perdas de potência
avaliacao
perdas de potência · cálculo de resistência
Revisar conceitos de potência, resistência e eficiência em circuitos elétricos.
O aluno pode confundir a eficiência dos transformadores com a eficiência total do sistema, não considerando as perdas na linha de transmissão corretamente.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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