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Flashes eletrônicos de câmeras usam um capacitor para acumular energia enquanto o aparelho está sendo…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT107

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

Flashes eletrônicos de câmeras usam um capacitor para acumular energia enquanto o aparelho está sendo preparado. No disparo, essa energia é transferida rapidamente para a lâmpada. Em um modelo simplificado, a energia armazenada é dada por E = C·V^2/2, em que C é a capacitância e V é a tensão entre as placas. Considere um capacitor de 120 microfarads carregado a 300 volts. Qual é a energia armazenada nesse capacitor antes do disparo?

A) 0,054 joule.
B) 5.400 joules.
C) 0,018 joule.
D) 5,4 joules.
E) 10,8 joules.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

Identificar os dados. C = 120 microfarads = 120 x 10^-6 F e V = 300 volts. A fórmula é E = C·V^2/2. Passo 2: Calcular V^2. V^2 = 300^2 = 90.000. Passo 3: Multiplicar pela capacitância. C·V^2 = 120 x 10^-6 x 90.000 = 10,8 joules. Passo 4: Dividir por 2. E = 10,8 / 2 = 5,4 joules. Passo 5: Conferir com as alternativas. A alternativa correta é a D, 5,4 joules, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A) 0,054 joule resulta de usar 30 no lugar de 300 ao elevar ao quadrado; B) 5.400 joules resulta de converter microfarads em milifarads de forma errada, o que multiplica a energia por mil; C) 0,018 joule resulta de usar V em vez de V^2; E) 10,8 joules é o valor de C·V^2 antes de dividir por 2, ou seja, esqueceu o fator 1/2 da fórmula.

💡 Dica: Converta microfarads para farads antes de substituir na fórmula.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

Elevou ao quadrado 30 em vez de 300 (V^2 = 900 em vez de 90.000), um erro de ordem de grandeza na tensão.

B Erradaerro: Procedimental

Converteu 120 microfarads para 0,12 farad (milifarads) em vez de 0,00012 farad, o que deixa o resultado 1.000 vezes maior.

C Erradaerro: Conceitual

Usou a tensão elevada à primeira potência (C·V/2) em vez de V ao quadrado, confundindo a energia armazenada com uma relação linear.

D Correta

Convertendo a capacitância para 120 × 10^-6 farad e substituindo na expressão, obtém-se E = (120 × 10^-6 × 300^2)/2 = 5,4 joules.

E Erradaerro: Atençãoa que mais engana

Calculou apenas C·V^2 e esqueceu de dividir por 2, como se a fórmula fosse E = C·V^2.

Por que engana: Usar 120 como capacitância sem converter microfarads para farads.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom aplicar

Leitura Baixo

Discriminação Baixo

Peso pedagógico Baixo a mé

Autonomia do enunciado Autônomo; apresenta

Cobertura da habilidade Aplica a r

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ Contextualizado, com🧩 Questão básica de cá

🎯 Conceito central

Energia armazenada em capacitor.

📌 Objetivo

Calcular a energia a

🧱 Pré-requisitos

Notação científica e conversão de unidades do SI. · Potenciação e operações com números decimais.

📚 Reveja

Relação E = C·V²/2 e conversão de microfarads para farads.

⚠️ Erro mais comum

Usar 120 como capacitância sem converter microfarads para farads.

🏫 Contexto

Capacitor de flash e

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