UFU 2019-2 — questão 11 de Física

Enunciado em texto
Um circuito, utilizando um conjunto gerador de células fotovoltaicas e um resistor, é montado conforme mostra a Figura A. O gráfico da Figura B indica as curvas de Diferença De Potencial (DDP) em função da corrente elétrica do conjunto gerador de células fotovoltaicas e do resistor indicados na Figura A.
[Figura A: circuito de uma só malha: à esquerda, o “Conjunto Gerador” (uma pilha de células); à direita, o “Resistor ôhmico”, ligado diretamente aos terminais do conjunto gerador por fios.]
[Figura B: gráfico com “Corrente elétrica (A)” no eixo vertical e “DDP (V)” no eixo horizontal. A reta do “Resistor ôhmico” parte da origem e sobe. A curva do “Conjunto Gerador” começa em 0,16 A com DDP zero, desce devagar e, perto do fim, cai bruscamente até corrente zero em 15 V. As duas se cruzam no ponto de DDP 10 V e corrente 0,14 A, marcado com linhas tracejadas até os eixos.]
Qual a potência que o conjunto gerador de células fotovoltaicas fornece ao resistor nas condições do circuito da Figura A?
A) 1,60 W.
B) 0,21 W.
C) 0,30 W.
D) 1,40 W.
(Enunciado e figura: Processo Seletivo UFU 2019-2, 1ª fase — Universidade Federal de Uberlândia.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Uberlândia (UFU) e à sua Diretoria de Processos Seletivos (DIRPS/UFU).
Resolução comentada
O que a questão pede: a potência que chega ao resistor quando ele está ligado ao conjunto de células.
Passo 1 — o ponto de funcionamento. O resistor está ligado direto nos terminais do gerador, numa malha só. Então os dois têm a mesma DDP (os mesmos dois pontos do circuito) e a mesma corrente (é a mesma corrente que passa por tudo). O único ponto que pertence às duas curvas ao mesmo tempo é o cruzamento:
Passo 2 — a potência no resistor:
Conferindo: pela reta do resistor, sua resistência é
⚠️ A armadilha: usar a corrente de 0,16 A (a corrente de curto-circuito do gerador, com DDP zero) junto com os 10 V: dá 1,60 W, a alternativa A. Com o resistor ligado, a corrente não é 0,16 A: o gerador só a entregaria se a DDP fosse nula.
A ideia em uma frase: gerador e resistor ligados entre si funcionam no cruzamento das suas curvas: lá se leem a DDP e a corrente, e P = Ui.
Resposta: alternativa D (1,40 W).
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.
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