Uma escola do semiárido brasileiro comparou a resposta de uma célula fotovoltaica de silício a três faixas de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Classificar as radiações eletromagnéticas por suas frequências, fontes e aplicações, discutindo e avaliando as implicações de seu uso em controle remoto, telefone celular, raio X, forno de micro-ondas, fotocélulas etc.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma escola do semiárido brasileiro comparou a resposta de uma célula fotovoltaica de silício a três faixas de radiação que chegam à superfície em um dia claro. No gráfico, o eixo horizontal representa a frequência, crescente da esquerda para a direita, e o eixo vertical representa a corrente elétrica produzida pela célula, em unidades relativas. A curva começa próxima de zero na faixa de frequências mais baixas, cresce bastante na região da luz visível, atinge seu máximo nessa região e cai até perto de zero na faixa ultravioleta. Na região do infravermelho, também indicada no gráfico, a resposta permanece muito baixa. A equipe considera instalar filtros que bloqueiam a luz visível, mas deixam passar infravermelho, para reduzir o aquecimento do painel. Interprete o gráfico descrito e avalie a proposta dos filtros. Explique qual faixa de radiação contribui mais para a corrente elétrica da célula, por que deixar passar apenas infravermelho não manteria a geração observada e que efeito se espera do bloqueio da luz visível sobre a produção de eletricidade.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
A luz visível é a faixa que mais contribui para a corrente elétrica, pois nela a resposta da célula atinge o máximo no gráfico. O infravermelho, embora tenha frequência menor que a luz visível, está associado a uma resposta muito baixa da célula representada; por isso, permitir sua passagem enquanto se bloqueia a luz visível não manteria a geração observada. O filtro reduziria a produção de eletricidade, já que impediria a chegada da faixa à qual a célula responde mais. Assim, a equipe teria de ponderar a redução do aquecimento contra a perda de geração, em vez de supor que o infravermelho substituiria a luz visível na produção de corrente.
Explicação
O gráfico mostra o pico de resposta na região visível e resposta baixa no infravermelho. Bloquear a região de maior resposta reduz a corrente gerada; a passagem de infravermelho não compensa essa perda.
Raio-X da questão
Resposta espectral de uma célula fotovoltaica.
Relacionar a faixa d
Ordenação das radiações eletromagnéticas por frequência. · Relação entre incidência de radiação e corrente em uma célula fotovoltaica.
Espectro eletromagnético e conversão fotovoltaica.
Supor que o infravermelho manterá a geração porque também chega à superfície ou está associado ao aquecimento.
Ciência, tecnologia e sustentabilidade.
Tomada de decisão baseada em evidências.
Uso de filtros em pa
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