08 - TE10

Física
Tema: Potência e Energia Elétrica
FB.08 – Potência e Energia Elétrica.
Exercícios de assimilação
01.A especificação de fábrica garante que uma lâmpada
ao ser submetida a uma tensão de 120 V, tem potência de
100 W. O circuito a seguir pode ser utilizado para controlar
a potência da lâmpada, variando-se a resistência R. Para
que a lâmpada funcione com uma potência de 25 W, a
resistência R deve ser igual a:
03.O gráfico mostra a potência elétrica, em kW , consumida
na residência de um morador da cidade de Juiz de Fora, ao
longo do dia. A residência é alimentada com uma voltagem
de 120 V. Essa residência tem um disjuntor que desarma, se
a corrente elétrica ultrapassar um certo valor, para evitar
danos na instalação elétrica. Por outro lado, esse disjuntor
é dimensionado para suportar uma corrente utilizada na
operação de todos os aparelhos da residência, que somam
uma potência total de 7,20 kW .
10
LÂMPADA
Potência (KW)
Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 fevereiro de 1998.
R
120
V
a)25 Ù
b)36 Ù
c)72 Ù
d)144 Ù
e)288 Ù
Corrente Elétrica (A)
1,5
Amarelo
2,5
Laranja
5,0
Vermelho
7,5
10,00
Um farol usa uma lâmpada de gás halogênio de 55 W de
potência que opera com 36 V. Os dois faróis são ligados
separadamente, com um fusível para cada um, mas, após
um mau funcionamento, o motorista passou a conectálos em paralelo, usando apenas um fusível. Dessa forma,
admitindo-se que a fiação suporte a carga dos dois faróis,
o menor valor de fusível adequado para proteção desse
novo circuito é o
a)azul.
b)preto.
c)laranja.
d)amarelo.
e)vermelho.
FB08.EA
4
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20 22 24
Tempo (hora)
Azul
Preto
6
2
02.Todo carro possui uma caixa de fusíveis, que são
utilizados para proteção dos circuitos elétricos. Os fusíveis
são constituídos de um material de baixo ponto de fusão,
como o estanho, por exemplo, e se fundem quando
percorridos por uma corrente elétrica igual ou maior do
que aquela que são capazes de suportar. O quadro a seguir
mostra uma série de fusíveis e os valores de corrente por
eles suportados.
Fusível
8
a)Qual é o valor máximo de corrente que o disjuntor pode
suportar?
b)Qual é a energia em kWh consumida ao longo de um dia
nessa residência?
c)Qual é o preço a pagar por um mês de consumo, se o
1kWh custa R$ 0,50?
04.O sr. Manoel comprou um chuveiro elétrico novo, cujas
especificações são 5.500 W e 220 V, e deseja instalá-lo em
sua residência. Para isso, ele quer montar um circuito
independente do restante da casa, que funciona em 110
V (padrão COPEL). Além da fiação específica, o disjuntor
(proteção contra sobrecarga) a ser comprado deverá ser
de no mínimo:
a)55 A.
b)40 A.
c)30 A.
d)25 A.
e)20 A.
05.Um aquecedor elétrico, cuja resistência vale 100 , foi
fabricado para funcionar em uma rede elétrica de 220 V.
Ligando-o em 110 V, sem alterar sua potencia, a resistência
elétrica desse aquecedor deverá ser trocada por outra de
valor, em , igual a
a) 25.
b) 50.
c) 200.
d) 250.
06.Ao aplicarmos uma diferença de potencial de 100V
em um dispositivo que contém dois resistores iguais em
paralelo e de mesma resistência R= 2 k , podemos dizer
que a potência dissipada pelo dispositivo em W é de:
a)1
b)5
c)7
d)10
e)12
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07.Uma estudante que ingressou na universidade e, pela primeira vez, está morando longe da sua família, recebe a sua
primeira conta de luz:
Consumo
Medidor
Número Consumidor Leitura KWh
260
7131312 951672
7295
Cód Emissão
Id. Bancária
Município
Dia Mês 21 01/04/2009 Banco Agência S. José
31 03
222
999-7 das
Moças
Consumo dos últimos 12 meses em kWh
253 Mar/08
247 Abr/08
255 Mai/08
278 Jun/08
280 Jul/08
275 Ago/08
272 Set/08
270 Out/08
260 Nov/08
Base de Cálculo
ICMS
Alíquota
Valor
265 Dez/08
266 Jan/09
268 Fev/09
Descrição
Fornecimento
ICMS
Total
R$ 130,00
25%
R$ 32,50
R$ 162,50
Se essa estudante comprar um secador de cabelos que consome 1000 W de potência e considerando que ela e suas 3
amigas utilizem esse aparelho por 15 minutos cada uma durante 20 dias no mês, o acréscimo em reais na sua conta
mensal será de
a) R$ 10,00.
b) R$ 12,50.
c) R$ 13,00.
d) R$ 13,50.
e) R$ 14,00.
Dispositivo
Quantidade Potência (KW) Tempo Efetivo de Uso Diário (h)
2
1,5
8
geladeira
1
0,35
12
lâmpada
10
0,10
6
ar-condicionado
Considere os seguintes valores:
• densidade absoluta da água: 1,0 g/cm3
• calor específico da água: 1,0 cal.g-1 0C-1
• 1 cal = 4,2 J
• custo de 1 kWh = R$ 0,50
08.Durante 30 dias do verão, o gasto total com esses
dispositivos, em reais, é cerca de:
a)234
b)513
c)666
d)1026
09.A termoterapia consiste na utilização do calor com
fins terapêuticos. Esse procedimento é utilizado em
diversos tratamentos provocando a dilatação nos vasos
sanguíneos para promover melhor vascularização em
algumas partes do corpo, tais como braços e pernas. Para
esses tratamentos, um dos aparelhos utilizados é o Forno
de Bier. Um instrumento desse tipo apresenta potência
de 780 W. Para cada seção fisioterápica, é indicada sua
utilização por um tempo máximo de 10 minutos. Sabendo
que o kW.h custa R$ 0,40, se o Forno de Bier for associado
a uma tensão de 220 V, para 200 seções de tempo máximo,
custará o seguinte:
a)R$ 624,00.
b)R$ 104,40.
c)R$ 94,40.
d)R$ 62,40.
e)R$ 10,40.
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FB08.EA
Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 fevereiro de 1998.
A tabela abaixo mostra a quantidade de alguns dispositivos elétricos de uma casa, a potência consumida por cada um
deles e o tempo efetivo de uso diário no verão.
Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 fevereiro de 1998.
10.Quando ocorre um curto-circuito em uma instalação
elétrica, como na figura, a resistência elétrica total do
circuito diminui muito, estabelecendo-se nele uma corrente
muito elevada.
O superaquecimento da fiação, devido a esse aumento
da corrente elétrica, pode ocasionar incêndios, que
seriam evitados instalando-se fusíveis e disjuntores que
interrompem que interrompem essa corrente, quando
a mesma atinge um valor acima do especificado nesses
dispositivos de proteção.
Suponha que um chuveiro instalado em uma rede elétrica
de 110 V, em uma residência, possua três posições de
regulagem da temperatura da água. Na posição verão
utiliza 2100 W, na posição primavera, 2400 W e na posição
inverno, 3200 W.
GREF. Física 3: Eletromagnetismo. São Paulo: EDUSP, 1993 (adaptado).
Deseja-se que o chuveiro funcione em qualquer uma das
três posições de regulagem de temperatura, sem que haja
riscos de incêndio. Qual deve ser o valor mínimo adequado
do disjuntor a ser utilizado?
a)40 A
b)30 A
c)25 A
d)23 A
e)20 A
Gabarito:
01.D
02.C
03.a)Não é possível calcular a máxima corrente que o disjuntor pode suportar, pois não é fornecida a potência
de desarme. O que o examinador está querendo pedir
(mas não pediu) é a máxima corrente que atravessa
o disjuntor, quando todos os aparelhos da residência
estão ligados.
Dados: P = 7,2 kW = 7.200 W; U = 120 V.
P =U i
∆E
∆t
P 7.200
=
U
120
⇒
⇒
∆E = P ∆t.
( 2 × 4 ) + ( 2 × 6 ) + ( 2 × 2)
⇒
p = 24 ⋅ 30 ⋅ 0,50 ⇒ p = R$360,00
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∆E = 24 kWh.
c) O preço a pagar (p) por um mês de consumo, considerando que esse consumo diário se mantenha é:
04.D
05.A
06.D
07.B
08.B
09.E
10.B
FB08.EA
i =60 A.
Como a potência não é constante, calculamos a energia consumida pela área destacada no gráfico dado.
Só há consumo de energia entre 6h e 8h e entre 18h e
22h. Assim, o consumo diário é:
∆E =
i=
b) Da expressão da potência:
P=
⇒