Um engenheiro precisa projetar uma bateria com tensão igual ...

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Q2523596 Engenharia Elétrica
Um engenheiro precisa projetar uma bateria com tensão igual a 33,6V, resistência série não superior a 32mΩ e capacidade maior ou igual a 45Ah para ser utilizada em uma missão espacial. Para esse projeto ele tem disponível células de íons de lítio de 4,2V, resistência série de 22mΩ e capacidade de carga de 10Ah. 

Considerando que as conexões entre as células são ideais, assinale a opção que indica o número mínimo de células necessário para esse projeto. 
Alternativas

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Cada módulo é composto por 4,2V, sendo necessário um total de 33,6V. Para atingir o valor desejado, é necessário realizar o agrupamento em série do módulos, logo:

33,6/4,2 = 8 módulos.

Dessa forma, teremos 8 módulos em série para atingir a tensão necessária. No entanto, a bateria projetada não pode ter a resistência maior que 32mohm, e para a associação anterior (8 módulos em série), teremos uma resistência total de:

8 * 22mohm = 176mohm (superir ao requisitado)

Para solucionar esse fato, podemos associar as baterias em paralelo para manter a tensão desejada e diminuir a resistência, logo:

176mohm / 32mohm = 5,5 =~ 6 conjuntos em paralelo.

Logo, o número mínimo de baterias será 8x6 = 48.

Para projetar a bateria, calculamos o número de células em série (Ns) para a tensão e o número de caminhos em paralelo (Np) para a capacidade e resistência.

Células em Série (Ns) - Tensão:

Ns = Tensão total / Tensão por célula

Ns = 33,6V / 4,2V = 8 células em série.

Caminhos em Paralelo (Np) - Capacidade:

Np = Capacidade total / Capacidade por célula

Np ≥ 45Ah / 10Ah => Np ≥ 4,5. Como Np deve ser inteiro, o mínimo é 5 caminhos.

Caminhos em Paralelo (Np) - Resistência:

A resistência de cada série de 8 células é 8 * 22mΩ = 176mΩ. A resistência total do banco é (Resistência da série) / Np.

176mΩ / Np ≤ 32mΩ => Np ≥ 176 / 32 => Np ≥ 5,5. O mínimo inteiro é 6 caminhos.

Para atender a todos os requisitos, devemos usar o maior valor de Np, que é 6.

Total de células = Ns * Np = 8 * 6 = 48 células.

A alternativa correta é a E.

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