Em uma horta doméstica, um sistema automatizado usa dois eletrodos inseridos no solo para estimar sua umidade…
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
Em uma horta doméstica, um sistema automatizado usa dois eletrodos inseridos no solo para estimar sua umidade. A resistência elétrica entre os eletrodos varia conforme a condição do solo. Para converter essa variação em um sinal de tensão lido pelo controlador, o circuito liga uma fonte de 5 V, um resistor fixo de 10 kO e os eletrodos em série, medindo a tensão sobre os eletrodos. Em uma medição, a resistência entre eles é de 15 kO. Considerando o circuito descrito, qual modelo permite calcular a tensão enviada ao controlador nessa medição?
- A) A tensão sobre os eletrodos é dada por 5 V vezes a resistência total dividida pela resistência total, resultando em 5 V.
- B) A tensão sobre os eletrodos é dada por 5 V vezes 10 kΩ dividido por 10 kΩ mais 15 kΩ, resultando em 2 V.
- C) A tensão sobre os eletrodos é dada por 5 V vezes 15 kΩ dividido por 10 kΩ, resultando em 7,5 V.
- D) A tensão sobre os eletrodos é dada por 5 V vezes 15 kΩ dividido por 10 kΩ mais 15 kΩ, resultando em 3 V.
- E) A tensão sobre os eletrodos é dada por 5 V vezes 10 kΩ dividido por 15 kΩ, resultando em aproximadamente 3,33 V.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Os resistores de 10 kΩ e 15 kΩ estão em série, então a resistência total é 25 kΩ.
- A tensão sobre os eletrodos, de resistência 15 kΩ, é a fração correspondente da tensão da fonte: 5 V × 15 kΩ / 25 kΩ = 3 V.
- Portanto, D está correta. A usa a tensão total como se fosse toda aplicada aos eletrodos; B calcula a tensão sobre o resistor fixo; C divide apenas por 10 kΩ e obtém uma tensão maior que a fonte; E usa uma razão incorreta, sem considerar a resistência total do circuito.
💡 Dica: Use a razão entre a resistência dos eletrodos e a resistência total em série.
Alternativa por alternativa
O aluno considera que toda a tensão da fonte fica sobre os eletrodos, ignorando a divisão de tensão entre os dois componentes em série.
O aluno usa a resistência do resistor fixo no numerador, calculando a tensão sobre os 10 kΩ, e não sobre os eletrodos.
Por que engana: Usar a resistência do resistor fixo no numerador, em vez da resistência dos eletrodos sobre os quais se mede a tensão.
O aluno divide a tensão por apenas uma das resistências, sem considerar a resistência total em série; por isso chega a 7,5 V, acima da fonte de 5 V.
Como a tensão é medida sobre a resistência dos eletrodos, aplica-se a relação do divisor de tensão. Substituindo os valores, obtém-se 5 × 15/(10 + 15) = 3 V.
O aluno monta uma razão entre resistências que não representa a divisão de tensão em série e deixa de usar a resistência total no denominador.
Raio-X da questão
Divisor de tensão em circuito em série.
avaliacao
Associação de resistores em série. · Lei de Ohm e cálculo de razões.
Leitura de sensores resistivos com divisor de tensão.
Usar a resistência do resistor fixo no numerador, em vez da resistência dos eletrodos sobre os quais se mede a tensão.
Sustentabilidade e cultivo doméstico.
cotidiano
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