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Questão 125

ENEM 2025, Ciências da Natureza Dificuldade: Difícil Favoritar

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:

Imagem da questão 125 do ENEM 2025

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:

Ver gabarito e resolução

Em resumo: Três placas em série: força eletromotriz de 120 V, resistência interna de 2,4 Ω e 102 V na bomba.

Gabarito oficial: alternativa B.

Resolução

A questão pede o gerador equivalente ao conjunto de placas que alimenta a bomba com o menor número de placas.

  1. Resistência interna de cada placa: em circuito aberto ela tem 40 V (a força eletromotriz) e, operando, 34 V com 7,5 A. A diferença é a queda na resistência interna: r = \dfrac{40 - 34}{7{,}5} = 0{,}8\ \Omega.
  2. A bomba precisa de 100 V, com variação de até 5 V (de 95 V a 105 V). Em série, as tensões se somam: 2 placas dão 68 V (pouco); 3 placas dão 3 \cdot 34 = 102 V (dentro da faixa).
  3. Gerador equivalente de 3 placas em série: força eletromotriz 3 \cdot 40 = 120 V e resistência interna 3 \cdot 0{,}8 = 2{,}4\ \Omega.

Alternativas

  • A) Errada. 136 V e 3,2 Ω correspondem a 4 placas, usando a tensão de operação como força eletromotriz.
  • B) Correta. 3 placas em série: 120 V e 2,4 Ω, com 102 V na bomba.
  • C) Errada. 5,3 Ω vem de dividir 40 V por 7,5 A, o que não é a resistência interna.
  • D) Errada. 102 V é a tensão na bomba, não a força eletromotriz do gerador.
  • E) Errada. Combina a tensão de operação com a resistência calculada de forma errada.

Logo, a resposta é a alternativa B.

Fonte: INEP/MEC.

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