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Questão do ENEM 2025

Ciências da Natureza · habilidade 2Caderno Amarelo · Questão 125

Em uma comunidade rural, os moradores utilizam uma bomba-d’água alimentada por 100 V de tensão contínua, podendo variar em até 5 V. Um eletrotécnico pretende instalar placas fotovoltaicas para alimentar essa bomba. As placas são idênticas e cada uma apresenta tensão de operação igual a 34 V com corrente de 7,5 A. Além disso, cada placa apresenta 40 V de tensão elétrica, quando em circuito aberto. Assim, considerando que a placa descrita é um gerador não ideal, em circuito aberto ela pode ser representada conforme a figura:

O eletrotécnico construiu um circuito que permite à bomba-d’água operar corretamente com o menor número possível de placas conectadas. Para isso, desenhou um diagrama no qual todas essas placas são representadas como um único gerador não ideal, com a especificação das correspondentes características elétricas.

O diagrama que representa o circuito construído pelo eletrotécnico é:

Figura 1 do item 141522
  1. Alternativa A: Alternativa A do item 141522
    Justificativa

    Esta alternativa está errada. Ela usa a tensão de operação como força eletromotriz e supõe quatro placas em série, mais que o necessário. O valor de 136 V ultrapassa a faixa em que a bomba funciona, de 95 V a 105 V, e não é o menor número de placas.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

  2. Alternativa B: Alternativa B do item 141522 gabarito
    Justificativa

    Esta alternativa está correta. Cada placa tem ε=40\varepsilon = 40 V e, em operação, 34 V com 7,5 A, então r=40−347,5=0,8r = \frac{40 - 34}{7{,}5} = 0{,}8 Ω\Omega. A bomba exige de 95 V a 105 V. Em série, duas placas dão 68 V, insuficiente, e três dão 102 V, dentro da faixa. Com três placas, ε=3⋅40=120\varepsilon = 3 \cdot 40 = 120 V e r=3⋅0,8=2,4r = 3 \cdot 0{,}8 = 2{,}4 Ω\Omega.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

  3. Alternativa C: Alternativa C do item 141522
    Justificativa

    Esta alternativa está errada. A força eletromotriz de 120 V está correta para três placas em série, mas a resistência interna não: ela deve ser 3⋅0,8=2,43 \cdot 0{,}8 = 2{,}4 Ω\Omega, e não 5,3 Ω\Omega. Com esse valor a tensão sobre a bomba cairia fora da faixa permitida.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

  4. Alternativa D: Alternativa D do item 141522
    Justificativa

    Esta alternativa está errada. A resistência interna de 2,4 Ω\Omega corresponde a três placas, mas o valor de 102 V é a tensão de operação, e não a força eletromotriz, que é de 120 V. Quem a escolhe confunde a tensão em carga com a tensão em circuito aberto.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

  5. Alternativa E: Alternativa E do item 141522
    Justificativa

    Esta alternativa está errada. Ela repete o erro de usar 102 V, a tensão de operação, como força eletromotriz do conjunto e ainda traz uma resistência interna que não corresponde a três placas em série, cujo valor deveria ser 2,4 Ω\Omega.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

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Fonte e auditoria
Código INEP
141522
Código da prova
1484
Arquivo do PDF
2025_PV_impresso_D2_CD5.pdf