Questão de Noções básicas de Eletricidade e Eletrônica · FGV BBTS 2023 (nº 32)

Para alimentar um equipamento, baterias em série somam suas tensões para alcançar a voltagem necessária, enquanto baterias em paralelo somam suas correntes (ou capacidades de potência) para fornecer a energia demandada, mantendo a voltagem.

• Requisitos do equipamento: 20V e 10A. A potência total necessária é $P = V \times I = 20V \times 10A = 200W$.

• Baterias disponíveis: 10V e 50W de potência máxima cada. A corrente máxima que cada bateria pode fornecer é $I = P/V = 50W / 10V = 5A$.

• (A) Correta: Para obter 20V, precisamos de duas baterias de 10V em série ($10V + 10V = 20V). Um conjunto de duas baterias em série fornece 20V, tem uma corrente máxima de 5A (limitada pela bateria individual) e uma potência máxima de \50W + 50W = 100W. Como o equipamento precisa de 10A e 200W, um único conjunto não é suficiente. Precisamos de dois desses conjuntos em **paralelo**. Ao ligar dois conjuntos de 2 baterias em série em paralelo, a tensão permanece 20V, a corrente total será \5A + 5A = 10A, e a potência total será \100W + 100W = 200W$. Isso atende perfeitamente aos requisitos do equipamento (20V, 10A, 200W) e utiliza o número mínimo de baterias (2 conjuntos * 2 baterias/conjunto = 4 baterias).

• (B) Incorreta: Embora esta configuração forneça 20V ($10V+10V em série) e corrente/potência suficiente (\5A+5A+5A=15A, \100W+100W+100W=300W$), ela utiliza 6 baterias (3 conjuntos * 2 baterias/conjunto), o que não é o número mínimo de baterias, já que 4 baterias são suficientes (conforme alternativa A). Armadilha: Esta alternativa funciona, mas não cumpre a condição de "número mínimo de baterias".

• (C) Incorreta: Duas baterias em série fornecem 20V (correto), mas a corrente máxima seria de 5A e a potência máxima de 100W. O equipamento requer 10A e 200W, então esta configuração não é suficiente.

• (D) Incorreta: Duas baterias em paralelo fornecem 10V (incorreto, o equipamento precisa de 20V). A corrente máxima seria de 10A (correto), mas a potência máxima de 100W (insuficiente).

• (E) Incorreta: Seis baterias em paralelo fornecem 10V (incorreto, o equipamento precisa de 20V). A corrente máxima seria de 30A e a potência máxima de 300W (ambos mais do que o suficiente, mas a tensão está errada).