UEPG 2023 (Vocacionada) — questão 45 de Física

Enunciado em texto
Gerador elétrico é um dispositivo que transforma outras modalidades de energia em energia elétrica. Receptor, por sua vez, é um dispositivo que transforma energia elétrica em outras modalidades de energia, que não exclusivamente a energia térmica. Em relação a esse assunto, assinale o que for correto.
(01) O gráfico U X i a seguir representa um gerador elétrico no qual a resistência interna vale 5 Ω e a intensidade de curto-circuito, 12 A.
[Gráfico: U (V) no eixo vertical e i (A) no horizontal; uma reta decrescente que corta o eixo U em 60 e o eixo i em 12.]
(02) A equação do gerador é U = E + r i, em que U é a d.d.p. entre seus terminais, E é sua força eletromotriz (fem), r é sua resistência interna e i é a intensidade de corrente que o atravessa.
(04) A equação de um receptor é dada por U = 200 + 2i. Então, quando a intensidade de corrente que o atravessa for igual a 20 A, podemos dizer que seu rendimento será maior que 80%.
(08) Quando um gerador estiver operando em regime de potência máxima, seu rendimento será de 50%.
(16) A potência passiva em um gerador é dada pela expressão , e sua equação dimensional é .
(Enunciado e figura: Vestibular 2022 (1ª etapa) UEPG — UEPG.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG), Coordenadoria de Processos de Seleção (CPS).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar cinco afirmações sobre geradores e receptores e somar as corretas.
(01) Verdadeira. Na curva U × i do gerador, o corte no eixo U é a fem (E = 60 V, corrente nula) e o corte no eixo i é a corrente de curto-circuito ( A, tensão nula). Então:
(02) Falsa. No gerador, a resistência interna “come” parte da fem: . A forma com sinal de mais, , é a do receptor.
(04) Verdadeira. No receptor, 200 V é a força contraeletromotriz e 2 Ω a resistência interna. Com i = 20 A:
(08) Verdadeira. A potência útil do gerador é máxima quando ; aí , e o rendimento vale 50%.
(16) Verdadeira. A potência dissipada dentro do gerador (passiva) é , e toda potência tem a dimensão de energia por tempo:
⚠️ A armadilha: a (02), trocar a equação do gerador pela do receptor. Gerador entrega menos do que produz (); receptor precisa de mais do que aproveita ().
A ideia em uma frase: gerador: U = E − ri e rendimento U/E; receptor: U = E′ + r′i e rendimento E′/U.
Resposta: soma 29 (01 + 04 + 08 + 16).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.