resolução - Nacional Online

UFU – JUNHO/2013
Uma festa será organizada na praça de
uma cidade e, para tal, será feita uma ligação
em paralelo de lâmpadas incandescentes (L)
de 100W cada, à rede local, que possui tensão
de 110V. Como dispositivo de segurança, será
acoplado a este circuito um fusível (F) de 10A,
conforme mostra o esquema abaixo.
A partir da situação descrita, responda:
A) Quantas lâmpadas desse circuito poderão
ser mantidas acesas, tendo em vista o fusível usado?
B) O que ocorrerá com as demais lâmpadas do
circuito, se uma delas se queimar durante
o uso?
C) Preservando o mesmo fusível, o que ocorreria com o número de lâmpadas de 100W
que puderam ser ligadas nessa rede com
tensão 110V, se a tensão fosse alterada
para 220V?
Resolução
A) Foram dados:
Fusível: imáx = 10A.
Potência de cada lâmpada: PL = 100W
Tensão da rede: U = 110V
Cálculo da corrente de cada lâmpada (iL):
PL = iL · U
100= iL · 110
iL = 100/110
iL = 10/11 A
Como as lâmpadas constituem uma associação em paralelo, também conhecida
como divisor de corrente, a corrente que
passa pelo fusível é a soma das correntes
de cada lâmpada, então:
imáx = N · iL
N = 11
ps. Outra sugestão de resolução:
Tendo em vista o fusível usado, poderão
ser mantidas acesas um número máximo
de 11 lâmpadas.
Pmáx = U · imáx
Pmáx = 110 · 10
Pmáx = 1100 W
Pmáx = N · PL
1100 = N’ · 100
N’ = 11
B) Considerando que os fios de ligação utilizados no circuito tenham resistência elétrica
desprezível, então a ddp em cada lâmpada
será constante e igual a 110V. Se uma das
lâmpadas se queimar as demais continuarão funcionando sem nenhuma alteração
no seu brilho, uma vez que a ddp é mantida.
C) Adequando a ddp nominal das lâmpadas
para a tensão da rede de 220V e preservando o fusível de 10A, tem-se:
Pmáx = U · imáx
Pmáx = 220 · 10
Pmáx = 2200 W
Pmáx = N’ · PL
2200 = N’ · 100
N’ = 22
Então nesta nova situação, poderão ser ligadas 22 lâmpadas.
F
Í
S
I
C
A