Cálculo de Potência da Lâmpada e Irradiância | Físico-Química A 11º Ano 2025

Para estudar alguns efeitos que afetam o rendimento de um painel fotovoltaico, montou-se um circuito elétrico constituído por um reóstato, um interruptor e um painel fotovoltaico iluminado por uma lâmpada de incandescência.
Neste circuito, utilizaram-se ainda um voltímetro e um amperímetro.
Num laboratório, realizou-se uma experiência para investigar a relação entre a irradiância (potência da radiação que chega a uma superfície, por unidade de área), Eᵣ, num painel fotovoltaico e a distância, r, do painel a uma lâmpada de incandescência.
Admita que a luz emitida pela lâmpada se espalha por uma superfície esférica, cuja área pode ser calculada por 4 πr².
A tabela apresenta os dados de Eᵣ e de r medidos e, ainda, a área da superfície esférica de raio r e o seu inverso.

Eᵣ / W m⁻²	r / m	4 πr² / m²	1/(4 πr²) / m⁻²
3,7	0,500	3,14	0,318
9,8	0,320	1,29	0,778
20,3	0,220	0,608	1,64
67,5	0,120	0,181	5,53

Determine a potência da radiação emitida pela lâmpada.
Na sua resposta, comece por apresentar a equação da reta de ajuste a um gráfico adequado.

Elementos de resposta: • a equação da reta de ajuste ao gráfico de Eᵣ em função de 1/(4πr²) é y = 12,2x + 0,12 (SI); • a potência da radiação emitida pela lâmpada é 12,2 W.

Nível	Descritor de desempenho	Pontuação
4	A resposta apresenta os dois elementos (ver notas 1 e 2).	10
3	A resposta apresenta os dois elementos com omissão ou incorreção de unidades no resultado final ou com um declive positivo diferente do esperado (ver notas 1 e 2).	8
2	A resposta apresenta os dois elementos com omissão ou incorreção de unidades no resultado final e com um declive positivo diferente do esperado (ver notas 1 e 2). OU A resposta apresenta apenas o primeiro elemento (ver notas 1 e 2).	5
1	A resposta apresenta apenas o primeiro elemento com um declive positivo diferente do esperado (ver notas 1 e 2).	3

Notas: 1. O arredondamento às unidades do declive da reta de ajuste não implica qualquer desvalorização. 2. Na equação da reta de ajuste, a omissão da ordenada na origem não implica qualquer desvalorização.