Questão de Engenharia Elétrica · FGV CMSP 2024 (nº 85)

Para alimentar um equipamento, precisamos que a tensão (força que empurra a corrente) e a corrente (quantidade de carga elétrica por segundo) das baterias sejam suficientes. Para aumentar a tensão, conectamos baterias em série (uma após a outra); para aumentar a corrente, conectamos em paralelo (lado a lado).

(A) Incorreta: Duas baterias em série fornecem a tensão $U$ (U/2 + U/2), mas a corrente máxima que elas podem fornecer juntas é de apenas 10A, o que é insuficiente para os 50A necessários.
(B) Incorreta: Quatro baterias poderiam ser arranjadas de várias formas, mas nenhuma delas atenderia completamente. Por exemplo, duas strings de duas baterias em série (total de 4 baterias) forneceriam $U$ de tensão, mas apenas 20A de corrente (10A + 10A), ainda insuficiente.
(C) Incorreta: Oito baterias também seriam insuficientes. Por exemplo, quatro strings de duas baterias em série (total de 8 baterias) forneceriam $U$ de tensão, mas apenas 40A de corrente (10A x 4), ainda abaixo dos 50A necessários.
(D) Correta: Primeiro, para atingir a tensão $U$, precisamos de 2 baterias em série (U/2 + U/2 = U). Essa "string" de 2 baterias fornece 10A de corrente. Como o equipamento precisa de 50A, e cada string fornece 10A, precisamos de 5 dessas strings conectadas em paralelo (50A / 10A = 5). Assim, o total de baterias é 5 strings * 2 baterias/string = 10 baterias.
(E) Incorreta: Doze baterias seriam mais do que o necessário, indicando um desperdício ou um cálculo incorreto.