Um gerador de corrente contínua tem resistência interna Rg = 2,0 O e recebe potência mecânica Pm = 5,0 W. Seu…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um gerador de corrente contínua tem resistência interna Rg = 2,0 O e recebe potência mecânica Pm = 5,0 W. Seu rendimento elétrico é ? = 0,80. O gerador alimenta uma carga RL = 3,0 O. Apresente, qualitativa e quantitativamente: (a) corrente no circuito; (b) tensão nos terminais sob carga; (c) potência entregue à carga; discuta as perdas e a transformação de energia.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Potência elétrica gerada Pe = ?·Pm = 0,80·5,0 W = 4,0 W (dissipada em Rg+RL). I = v(Pe/(Rg+RL)) = v(4,0/(2,0+3,0)) = v0,8 = 0,894 A. Tensão nos terminais Uab = I·RL = 0,894·3,0 = 2,68 V. Potência na carga PL = I^2·RL = 0,894^2·3,0 = 2,4 W. Perdas Joule no interno PRg = I^2·Rg = 1,6 W; diferença Pm-Pe = 1,0 W representa perdas mecânicas/ineficiências no processo de conversão mecânico?elétrico. Se RL aumenta, I e PL mudam conforme divisão de tensão e potência; se Rg reduz, eficiência e tensão em carga aumentam.
Explicação
A solução apresenta os cálculos necessários para determinar a potência elétrica gerada, a corrente no circuito e a tensão nos terminais, utilizando a eficiência do gerador. Além disso, analisa as perdas de energia, tanto na resistência interna quanto nas ineficiências do processo de conversão, demonstrando a relação entre resistência, corrente e potência na carga. A discussão sobre como variações na carga e na resistência interna afetam a eficiência e a tensão reforça a compreensão do funcionamento do gerador.
Raio-X da questão
circuito elétrico
avaliacao
circuitos elétricos · lei de Ohm
Revisar as leis de Ohm e a relação entre potência, corrente e resistência.
O aluno pode confundir a potência total com a potência entregue à carga, não considerando as perdas no gerador.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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