ENEM 2023 PPL — questão 103 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a corrente na entrada ($12\ \text{V}$ contínua) e na saída ($120\ \text{V}$ alternada) do inversor.

Passo 1 — quanta energia o sistema capta por dia.

$P_{placas} = 15\times 150 = 2\,250\ \text{W}$

$E_{dia} = 2\,250\ \text{W}\times 8\ \text{h} = 18\,000\ \text{Wh}$

Passo 2 — em que ritmo essa energia é usada. A empresa trabalha 12 h por dia — capta em 8 h e gasta ao longo de 12 h:

$P_{entrada} = \dfrac{18\,000\ \text{Wh}}{12\ \text{h}} = 1\,500\ \text{W}$

Passo 3 — corrente na entrada do inversor, que vem das baterias de $12\ \text{V}$:

$i_{ent} = \dfrac{P}{U} = \dfrac{1\,500}{12} = 125\ \text{A}$

Passo 4 — a saída, descontando o rendimento. O inversor aproveita $80\%$:

$P_{saida} = 0{,}80\times 1\,500 = 1\,200\ \text{W}$

$i_{sai} = \dfrac{1\,200}{120} = 10\ \text{A}$

Repare no que a conta revela: a tensão sobe $10\times$ e a corrente cai na mesma ordem. É por isso que a fiação do lado de $12\ \text{V}$ tem de ser grossa — $125\ \text{A}$ é muita corrente — enquanto o lado de $120\ \text{V}$ usa fio comum.

Os dois erros esperados: usar as 8 h de captação em vez das 12 h de uso, e esquecer os $80\%$ na saída (o que daria $12{,}5\ \text{A}$, a alternativa D).

Resposta: alternativa C (125 A e 10 A).