Um nobreak alimenta um refrigerador que consome P_load = 120 W (média). A bateria do nobreak é de V = 12 V e…
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
Um nobreak alimenta um refrigerador que consome P_load = 120 W (média). A bateria do nobreak é de V = 12 V e capacidade C = 100 Ah; inversor tem eficiência ?_inv = 0,90. Use E_batt(Wh) = V·C (com C em Ah) e t = (V·C·?_inv) / P_load para estimar o tempo de funcionamento t em horas.
- A) t = 9,0 h (E_batt = 12·100 = 1200 Wh; energia útil = 1200·0,90 = 1080 Wh; t = 1080/120 = 9,0 h).
- B) t = 5,0 h
- C) t = 15,0 h
- D) t = 6,0 h
- E) t = 4,5 h
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identificar os dados. Consumo P_load = 120 W, tensão V = 12 V, capacidade C = 100 Ah e eficiência do inversor η = 0,90.
- Calcular a energia nominal da bateria. E_batt = V·C = 12·100 = 1200 Wh.
- Aplicar a eficiência do inversor para obter a energia útil. E_útil = 1200·0,90 = 1080 Wh.
- Dividir a energia útil pela potência média consumida. t = 1080/120 = 9,0 h.
- Conferir com o gabarito. O resultado obtido, 9,0 h, coincide com a alternativa A, que é o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas:
- B) 5,0 h corresponde a uma energia de 600 Wh, o que equivale a aplicar um fator de perda de cerca de 50% em vez de 10%.
- C) 15,0 h exigiria uma energia de 1800 Wh, maior que a energia nominal da bateria, o que não faz sentido com a eficiência menor que 1.
- D) 6,0 h corresponde a uma energia de 720 Wh, o que indica aplicação de um fator de perda de 40%, em desacordo com o enunciado.
- E) 4,5 h corresponde a dobrar a potência para 240 W no denominador, erro de leitura do consumo.
💡 Dica: Calcule a energia da bateria e divida pela potência do refrigerador.
Alternativa por alternativa
Energia armazenada E = V·C = 1200 Wh; energia disponível após inversor = E·?_inv = 1080 Wh; tempo = energia disponível / potência do refrigerador = 1080/120 = 9 h.
Aplicou à energia útil um fator de perda de cerca de 50%, em vez de usar a eficiência de 0,90, obtendo 600 Wh.
Obteve uma energia útil maior que a da bateria, o que indica que não percebeu que a eficiência reduz a energia disponível e que o resultado deveria ser menor que 10 h.
Usou um fator de 0,6 sobre a energia nominal, como se a perda fosse de 40%, ignorando o valor de eficiência dado no enunciado.
Por que engana: O aluno pode confundir a eficiência do inversor e calcular o tempo de funcionamento sem considerar a energia útil disponível.
Dobrou a potência do refrigerador para 240 W no denominador, lendo mal o valor de consumo informado.
Raio-X da questão
tempo de funcionamento de nobreak
avaliacao
cálculo de energia elétrica · eficiência de dispositivos
Revisar cálculos de energia e eficiência em circuitos elétricos.
O aluno pode confundir a eficiência do inversor e calcular o tempo de funcionamento sem considerar a energia útil disponível.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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