O funcionamento do motor de um carro foi elaborado para gerar sua própria energia com o intuito de alimentar os diversos equipamentos a bordo, mas tudo isso só é possível graças a uma peça chamada de alternador. Esse componente do sistema elétrico do automóvel é acionado por uma correia ligada ao motor, assim ele gera corrente alternada que é transformada em corrente contínua. A energia gerada pelo alternador serve para carregar a bateria e alimentar o sistema elétrico com o motor em funcionamento. Os sistemas de ignição e injeção dependem totalmente da energia disponibilizada pelo alternador… Com o alternador acionado, a tensão gerada é de aproximadamente 14 volts… Essa é a tensão que o alternador deve suprir para manter carregada uma bateria de 12 volts, na verdade com uma margem para garantir que a energia vai chegar a todos os componentes elétricos e que nunca seja menor que a voltagem da bateria, afastando assim o risco de apagão. Considere que, em um motor girando a 3.000 RPM (rotações por minuto), o alternador forneça uma corrente elétrica de 105 A. Quantos cavalos-vapor (cv) de potência, aproximadamente, o alternador “retira” do motor de um veículo em funcionamento, desprezando as perdas por atrito? considere 1 cv = 735 W
a) 2 cv
b) 3 cv
c) 4 cv
d) 5 cv
a) 2 cv
b) 3 cv
c) 4 cv
d) 5 cv
Passo 1
Vamos resolver um exercício sobre energia elétrica no motor de um carro, focando no funcionamento do alternador. Precisamos calcular quantos cavalos-vapor (cv) de potência o alternador “retira” do motor quando está gerando uma corrente de 105 A a uma tensão de 14 volts, com o motor girando a 3.000 RPM. Para isso, vamos usar conceitos de potência elétrica e conversão de unidades de energia.
Passo 2
Primeiro, vamos encontrar a potência elétrica gerada pelo alternador. A fórmula básica para calcular a potência elétrica § é:
Onde:
- $ P $ é a potência em watts (W),
- $ V $ é a tensão em volts (V),
- $ I $ é a corrente em amperes (A).
Passo 3
Substituindo os valores fornecidos na fórmula:
Então, o alternador está gerando 1.470 watts de potência elétrica.
Passo 4
Agora, precisamos converter essa potência de watts para cavalos-vapor (cv). Sabemos que:
Para encontrar quantos cavalos-vapor correspondem a 1.470 watts, fazemos:
Resposta
A potência que o alternador “retira” do motor é aproximadamente 2 cv.