Sala de Estudos FÍSICA Lucas 3 trimestre Ensino Médio 2º ano classe: Prof.LUCAS Nome: nº Sala de Estudos Potência e Energia Elétrica

Transcrição

1 Sala de Estudos FÍSICA Lucas 3 trimestre Ensino Médio 2º ano classe: Prof.LUCAS Nome: nº Sala de Estudos Potência e Energia Elétrica 1. (Enem 2010) A energia elétrica consumida nas residências é medida, em quilowatt-hora, por meio de um relógio medidor de consumo. Nesse relógio, da direita para esquerda, tem-se o ponteiro da unidade, da dezena, da centena e do milhar. Se um ponteiro estiver entre dois números, considera-se o último número ultrapassado pelo ponteiro. Suponha que as medidas indicadas nos esquemas seguintes tenham sido feitas em uma cidade em que o preço do quilowatt-hora fosse de R$ 0,20. O valor a ser pago pelo consumo de energia elétrica registrado seria de a) R$ 41,80. b) R$ c) R$ d) R$ 43,80. e) R$ 44, (Pucpr 2015) Para fazer o aquecimento de uma sala durante o inverno, uma família utiliza um aquecedor elétrico ligado à rede de 120 V. A resistência elétrica de operação apresentada por esse aquecedor é de 14,4 Ω. Se essa família utilizar o aquecedor diariamente, por três horas, qual será o custo mensal cobrado pela companhia de energia se a tarifa for de R$ 0,25 por kw h? Considere o mês de 30 dias. a) R$15,00. b) R$ 22,50. c) R$18,30. d) R$52,40. e) R$ 62,80.

2 3. (Ufpr 2013) Devido ao seu baixo consumo de energia, vida útil longa e alta eficiência, as lâmpadas de LED (do inglês light emitting diode) conquistaram espaço na última década como alternativa econômica em muitas situações práticas. Vamos supor que a prefeitura de Curitiba deseje fazer a substituição das lâmpadas convencionais das luzes vermelhas de todos os semáforos da cidade por lâmpadas de LED. Os semáforos atuais utilizam lâmpadas incandescentes de 100 W. As lâmpadas de LED a serem instaladas consomem aproximadamente 0,1 A de corrente sob uma tensão de alimentação de 120 V. Supondo que existam luzes vermelhas, que elas permaneçam acesas por um tempo total de 10h ao longo de cada dia e que o preço do quilowatt-hora na cidade de Curitiba seja de R$ 0,50, a economia de recursos associada apenas à troca das lâmpadas convencionais por lâmpadas de LED nas luzes vermelhas em um ano seria de: 3 a) R$ 1, b) R$ 1, c) R$ 3, d) R$ 1, e) R$ 3, (Pucsp 2015) Dona Salina, moradora de uma cidade litorânea paulista, resolve testar o funcionamento de seu recém-adquirido aparelho de micro-ondas. Decide, então, vaporizar totalmente 1 litro de água inicialmente a 20 C. Para tanto, o líquido é colocado em uma caneca de vidro, de pequena espessura, e o aparelho é ligado por 40 minutos. Considerando que D. Salina obteve o resultado desejado e sabendo que o valor do kwh é igual a R$ 0,28, calcule o custo aproximado, em reais, devido a esse procedimento. Despreze qualquer tipo de perda e considere que toda a potência fornecida pelo micro-ondas, supostamente constante, foi inteiramente transferida para a água durante seu funcionamento. a) 0,50 b) 0,40 c) 0,30 d) 0,20 e) 0,10 5. (Unisinos 2016) A intensidade da luz solar sobre a superfície da Terra é de Supondo-se: 2 340W/m. 1. uma residência com consumo mensal (30 dias) de 280kWh, sendo 153 kwh relativos ao aquecimento de água 3 (k 10 ); 2. uma insolação diária de 6 h; e 3. uma eficiência do coletor solar de 50%, a área mínima, em 2 m, de um coletor para atender ao consumo de água quente dessa residência, que tenha as características descritas, é de

3 a) 5. b) 10. c) 30. d) 50. e) (Famerp 2018) A figura mostra um circuito constituído de um resistor de resistência variável, chamado potenciômetro, associado em série a uma lâmpada de especificações ligados a uma fonte de 12 V. Os fios de ligação têm resistência nula e a fonte é ideal. 12V 6,0W, a) Para a situação na qual a resistência elétrica do potenciômetro for nula, calcule a intensidade da corrente elétrica, em ampères, que se estabelece no circuito. Determine a energia elétrica, em joules, consumida pela lâmpada em 5,0 segundos. b) Considerando que a resistência elétrica da lâmpada seja constante, qualquer que seja a diferença de potencial entre seus terminais e a temperatura em que se encontre, determine a resistência elétrica do potenciômetro, em ohms, quando a intensidade da corrente elétrica na lâmpada for igual a 0,20 A. 7. (Mackenzie 2018) Quatro pessoas, em uma casa, levam em média 30,0 min para tomar um banho, cada uma, por dia, utilizando um chuveiro elétrico, cujas especificações elétricas são: 220V 6.000W. Sabendo-se que o custo de 1kWh, cobrado pela concessionária é de R$ 0,50, nestas condições ao final de 30 dias, o custo total deste consumo será de a) R$ 6,00. b) R$12,00. c) R$18,00. d) R$180,00. e) R$1.800, (Enem 2011) Em um manual de um chuveiro elétrico são encontradas informações sobre algumas características técnicas, ilustradas no quadro, como a tensão de alimentação, a potência dissipada, o dimensionamento do disjuntor ou fusível, e a área da seção transversal dos condutores utilizados.

4 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Especificação Modelo A B Tensão (V~) Potência (Watt) Seletor de Temperatura Multitemperaturas Disjuntor ou fusível (Ampere) Seção dos condutores 2 (mm ) 10 4 Uma pessoa adquiriu um chuveiro do modelo A e, ao ler o manual, verificou que precisava ligálo a um disjuntor de 50 amperes. No entanto, intrigou-se com o fato de que o disjuntor a ser utilizado para uma correta instalação de um chuveiro do modelo B devia possuir amperagem 40% menor. Considerando-se os chuveiros de modelos A e B, funcionando à mesma potência de W, a razão entre as suas respectivas resistências elétricas, dimensionamento dos disjuntores, é mais próxima de: a) 0,3. b) 0,6. c) 0,8. d) 1,7. e) 3,0. RA e R B que justifica a diferença de 9. (Enem 2010) Observe a tabela seguinte. Ela traz especificações técnicas constantes no manual de instruções fornecido pelo fabricante de uma torneira elétrica. Especificações Técnicas Modelo Torneira Tensão Nominal (volts) Potência (Frio) Desligado Nominal (Morno) (Watts) (Quente) Corrente Nominal (Ampères) 35,4 43,3 20,4 25,0 Fiação Mínima (Até 30m) 6 mm 2 10 mm 2 4 mm 2 4 mm 2 Fiação Mínima (Acima 30 m) 10 mm 2 16 mm 2 6 mm 2 6 mm 2 Disjuntor (Ampère) Considerando que o modelo de maior potência da versão 220 V da torneira suprema foi inadvertidamente conectada a uma rede com tensão nominal de 127 V, e que o aparelho está configurado para trabalhar em sua máxima potência. Qual o valor aproximado da potência ao ligar a torneira?

5 a) W b) W c) W d) W e) W 10. (Puccamp 2017) Há alguns anos a iluminação residencial era predominantemente feita por meio de lâmpadas incandescentes. Atualmente, dando-se atenção à política de preservação de bens naturais, estas lâmpadas estão sendo trocadas por outros tipos de lâmpadas muito mais econômicas, como as fluorescentes compactas e de LED. Numa residência usavam-se 10 lâmpadas incandescentes de 100 W que ficavam ligadas em média 5 horas por dia. Estas lâmpadas foram substituídas por 10 lâmpadas fluorescentes compactas que consomem 20 W cada uma e também ficam ligadas em média 5 horas por dia. Adotando o valor R$ 0,40 para o preço do quilowatt-hora, a economia que esta troca proporciona em um mês de trinta dias é de a) R$18,00. b) R$ 48,00. c) R$ 60,00. d) R$120,00. e) R$248, (Fuvest 2016) O arranjo experimental representado na figura é formado por uma fonte de tensão F, um amperímetro A, um voltímetro V, três resistores, R 1, R 2 e R 3, de resistências iguais, e fios de ligação. Quando o amperímetro mede uma corrente de 2 A, e o voltímetro, uma tensão de 6 V, a potência dissipada em R 2 é igual a Note e adote: - A resistência interna do voltímetro é muito maior que a dos resistores (voltímetro ideal). - As resistências dos fios de ligação devem ser ignoradas. a) 4W

6 b) 6W c) 12 W d) 18 W e) 24 W 12. (Fuvest 2017) Na bateria de um telefone celular e em seu carregador, estão registradas as seguintes especificações: com a bateria sendo carregada em uma rede de 127 V, a potência máxima que o carregador pode fornecer e a carga máxima que pode ser armazenada na bateria são, respectivamente, próximas de Note e adote: - AC : corrente alternada; - DC : corrente contínua. a) 25,4 W e C. b) 25,4 W e 4,8 C. c) 6,5 W e C. d) 6,5 W e C. e) 6,1 W e 4,8 C. 13. (Espcex (Aman) 2017) O desenho abaixo representa um circuito elétrico composto por resistores ôhmicos, um gerador ideal e um receptor ideal. A potência elétrica dissipada no resistor de 4 do circuito é: a) 0,16 W b) 0,20 W c) 0,40 W d) 0,72 W e) 0,80 W

7 14. (Enem PPL 2014) A figura apresenta a comparação dos gastos de três tipos de lâmpadas residenciais de mesmo brilho, durante cinco anos. Considera-se a utilização média de vinte pontos de luz, utilizando em média dez lâmpadas acesas durante 6 horas ao custo de R$0,30, para cada 1kWh consumido. Com base nas informações, a lâmpada energeticamente mais eficiente, a mais viável economicamente e a de maior vida útil são, respectivamente a) fluorescente compacta, LED, LED. b) LED, fluorescente compacta, LED. c) fluorescente compacta, incandescente, LED. d) LED, incandescente, fluorescente compacta. e) fluorescente compacta, fluorescente compacta, LED. 15. (Uerj 2015) No esquema abaixo, está representada a instalação de uma torneira elétrica. De acordo com as informações do fabricante, a resistência interna r da torneira corresponde a 200 Ω. A corrente que deve percorrer o circuito da torneira é de 127mA. Determine o valor da resistência R que deve ser ligada em série à torneira para que esta possa funcionar de acordo com a especificação do fabricante, quando ligada a uma tomada de 127V. Calcule, em watts, a potência dissipada por essa torneira. 16. (Unesp 2014) O circuito representado na figura é utilizado para obter diferentes intensidades luminosas com a mesma lâmpada L. A chave Ch pode ser ligada ao ponto A ou

8 ao ponto B do circuito. Quando ligada em B, a lâmpada L dissipa uma potência de 60 W e o amperímetro ideal indica uma corrente elétrica de intensidade 2 A. Considerando que o gerador tenha força eletromotriz constante E = 100 V e resistência interna desprezível, que os resistores e a lâmpada tenham resistências constantes e que os fios de ligação e as conexões sejam ideais, calcule o valor da resistência RL da lâmpada, em ohms, e a energia dissipada pelo circuito, em joules, se ele permanecer ligado durante dois minutos com a chave na posição A. GABARITO: 1) E 2) B 3) B 4) D 5) A 6) (a) 0,5 A e 30 J (b) 24 e 35 7) D 8) A 9) A 10) B 11) A 12) D 13) A 14) B 15) 3,23 W 16) 30 e J.