Fuvest - Painel Solar

Um painel de células solares funciona como um gerador, transformando energia luminosa em energia elétrica. Quando, sobre a área de captação do painel, de 2m² incide uma densidade superficial de potência luminosa de 400W/m² , obtém-se uma relação entre I (corrente) e V (tensão), conforme gráfico a seguir. (Os valores de I e V são os indicados pelo amperímetro A e pelo voltímetro V, no circuito esquematizado, variando-se R em uma ampla faixa de valores). Nas aplicações práticas, substitui-se a resistência por um aparelho elétrico.  

            

a) Estime a eficiência máxima de transformação de energia solar em energia elétrica do painel. 
b) Estime a resistência R(max), quando a potência elétrica gerada pelo painel for máxima.

Gabarito:

Spoiler:

Embora eu saiba que P=U.i, eu não consegui calcular potência útil máxima consumida pelo resistor a partir desse gráfico. Se alguém puder me ajudar, ficarei grato :DD

A eficiência máxima ocorre quando a potência útil é máxima, isto é, quando a corrente é máxima.

Pelo gráfico a corrente máxima vale i = 2,5 A e ocorre no intervalo aproximado [0, 13 V]

A potência útil máxima equivale, numericamente, à área entre o gráfic e o eixo horizontal:

Pmáx = U.i ---> Pmáx = 13.2,5 ---> Pmáx ~= 32 W

Potência luminosa = 800 W

η = (32/800).100 ---> η = 4 %

Obrigado pela resolução, Mestre Élcio :DD

Contudo, fiquei com dúvida nessa passagem:

"A eficiência máxima ocorre quando a potência útil é máxima, isto é, quando a corrente é máxima."

Essa afirmativa não é válida somente se o resistor tiver resistência constante?

No enunciado foi explicitado isso:
"Variando-se R em uma ampla faixa de valores"

Dessa forma, o candidato teria de fazer essa questão por tentativas, ou seja, calcular qual é o ponto do gráfico que possui o maior valor do produto UxI ?

"A eficiência máxima ocorre quando a potência útil é máxima, isto é, quando a corrente é máxima."

Isto acontece para um determinado valor da resistência R.
E acontece também, enquanto a corrente for CONSTANTE, isto é, no intervalo aproximado [0, 13] V
A partir de 13 V a corrente começa a diminuir e a a potência também.

Ah simm, entendi Élcio, obrigado!

Potência luminosa recebida = 2.400 = 800 W

P = potência elétrica ---> P = U.i

Para i no intervalo [0, 10] i = 2,5 A

Para U = 2 V ---> P = 5 W
Para U = 4 V ---> P = 10 W
......................................
Para U = 10 V --> P = 25 W

Para U = 16 V ---> i = 2 A
Para U = 18 V ---> i = 1,5 A
Para U = 20 V ---> i = 0

Calcule os três últimos e construa o gráfico P x U

igor borges12 escreveu:Um painel de células solares funciona como um gerador, transformando energia luminosa em energia elétrica. Quando, sobre a área de captação do painel, de 2m^2, incide uma densidade superficial de potência luminosa de 400 W/m^2, obtém-se uma relação entre I (corrente) e V (tensão), conforme gráfico abaixo. (Os valores de I e V são os indicados pelo amperímetro A e pelo voltímetro V, no circuito esquematizado, variando-se R em uma ampla faixa de valores). Nas aplicações práticas, substitui-se a resistência por um aparelho elétrico.  

a) Construa, no sistema de coordenadas da folha de respostas, um esboço do gráfico da potência fornecida pelo painel solar em função da tensão entre seus terminais.


( não coloquei as letras b e c pra n correr o risco de ter o tópico bloqueado já que o amigo que fez uma questão similar não teve a letra "a" na questão... )

Igor, eu bloqueei a sua postagem anterior justamente porque já existe esta questão no fórum (insisto, leia as regras). Por isso eu sugeri que você adicionasse suas dúvidas na postagem original. Na postagem original o colega não colocou o item A desta questão. Era só você ter adicionado essa informação, sem ter a necessidade de criar outro tópico.

Regras: https://pir2.forumeiros.com/Regulamentos-h26.htm

Uni as postagens.

Giovana Martins escreveu:

igor borges12 escreveu:Um painel de células solares funciona como um gerador, transformando energia luminosa em energia elétrica. Quando, sobre a área de captação do painel, de 2m^2, incide uma densidade superficial de potência luminosa de 400 W/m^2, obtém-se uma relação entre I (corrente) e V (tensão), conforme gráfico abaixo. (Os valores de I e V são os indicados pelo amperímetro A e pelo voltímetro V, no circuito esquematizado, variando-se R em uma ampla faixa de valores). Nas aplicações práticas, substitui-se a resistência por um aparelho elétrico.  

a) Construa, no sistema de coordenadas da folha de respostas, um esboço do gráfico da potência fornecida pelo painel solar em função da tensão entre seus terminais.


( não coloquei as letras b e c pra n correr o risco de ter o tópico bloqueado já que o amigo que fez uma questão similar não teve a letra "a" na questão... )

Igor, eu bloqueei a sua postagem anterior justamente porque já existe esta questão no fórum (insisto, leia as regras). Por isso eu sugeri que você adicionasse suas dúvidas na postagem original. Na postagem original o colega não colocou o item A desta questão. Era só você ter adicionado essa informação, sem ter a necessidade de criar outro tópico.

Regras: https://pir2.forumeiros.com/Regulamentos-h26.htm

Eu li todas as regras. E justamente, o colega não colocou a letra 'A' da questão. Na minha cabeça achei que fazer uma pergunta sobre algo não citado na questão configuraria como uma nova questão. Mas agora já entendi, quando as questões tiverem incompletas ou haver incompatibilidade no material, quando for responder ao tópico adiciono a nova questão