ENEM 2025 · Ciências da Natureza
Questão 125 do ENEM 2025
Resposta: letra B. Uma bomba de 100 V (variação de até 5 V) será alimentada por placas fotovoltaicas, cada uma com 34 V em operação (7,5 A) e 40 V em circuito aberto; pede-se o gerador equivalente com o menor número de placas.
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:
- AAlternativa A: ver figura
- BAlternativa B: ver figuraResposta correta
- CAlternativa C: ver figura
- DAlternativa D: ver figura
- EAlternativa E: ver figura
Como resolver a questão 125 passo a passo?
O conceito que resolve
Um gerador não ideal tem força eletromotriz ε e resistência interna r; sua tensão em operação é U = ε − r · i. Placas em série somam as ε e as resistências internas.
Como chegar na resposta
- Resistência interna de cada placa: r = (40 − 34) ÷ 7,5 = 0,8 Ω.
- A bomba exige de 95 V a 105 V. Em série, N placas dão 34 · N: com N = 2, 68 V (insuficiente), e com N = 3, 102 V (dentro da faixa).
- Com 3 placas em série: ε = 3 · 40 = 120 V e r = 3 · 0,8 = 2,4 Ω.
- O gerador equivalente é de 120 V com resistência interna de 2,4 Ω, como na alternativa B.
Por que cada alternativa
- A136 V e 3,2 Ω correspondem a 4 placas em série, mais que o mínimo necessário.
- BCorreta: 3 placas em série têm ε = 120 V e r = 2,4 Ω, e a tensão na bomba é 102 V.
- CA resistência interna de 5,3 Ω não resulta de nenhuma associação das placas.
- D102 V é a tensão na bomba, e não a força eletromotriz do gerador equivalente.
- E102 V e 5,3 Ω misturam a tensão de operação com a ε e não correspondem às 3 placas.
Onde essa questão derruba a maioria
Usar a tensão de operação (102 V) como ε do gerador equivalente, em vez de 3 · 40 = 120 V.
O que estudar se você errou
Revise geradores não ideais, resistência interna e associação de geradores em série.