Questão 103 do ENEM 2023 — Física
Uma microempresa adquire um sistema fotovoltaico de captação de energia solar para reduzir o gasto mensal de energia elétrica. O sistema é composto de 15 placas com potência média útil de 150 W por placa, realizando captação de energia solar oito horas por dia. A energia captada é armazenada em um conjunto de baterias de 12 V. O sistema apresenta também um inversor, cuja função é converter a tensão de 12 V contínua para 120 V alternada, e sua eficiência é de 80%. A microempresa trabalha doze horas por dia, utilizando a energia captada pelo sistema solar.
As intensidades das correntes elétricas, em ampère, na entrada e saída do inversor são, respectivamente,
Resolução comentada
A questão pede as correntes na entrada (12 V) e na saída (120 V) do inversor, e a ferramenta é P = U · i junto com energia = potência · tempo e rendimento.
Dados: 15 placas · 150 W = 2 250 W durante 8 h; consumo ao longo de 12 h; inversor de 12 V → 120 V com 80% de eficiência.
Conta:
Energia captada: 2 250 · 8 = 18 000 Wh por dia.
Entrada do inversor (potência média ao longo das 12 h): 18 000/12 = 1 500 W, então i_entrada = 1 500/12 = 125 A.
Saída (energia útil, 80%): 0,8 · 18 000 = 14 400 Wh; em 12 h: 14 400/12 = 1 200 W, então i_saída = 1 200/120 = 10 A.
A resposta é 125 e 10. As distratoras: 125 e 12,5 ignora a perda do inversor na saída (1 500 W/120 V = 12,5 A); 100 e 10 aplica os 80% também na entrada (1 200 W/12 V = 100 A); 100 e 8 aplica os 80% duas vezes, chegando a 960 W na saída e 960/120 = 8 A; 1 500 e 150 divide a energia (18 000 Wh) pela tensão, 18 000/12 = 1 500 e 18 000/120 = 150, sem dividir pelo tempo, de modo que o resultado seria carga em Ah, não corrente em ampère.