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

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1 Sala de Estudos FÍSICA Lucas 2 trimestre Ensino Médio 3º ano classe: Prof.LUCAS Nome: nº Sala de Estudos Potência e Energia Elétrica 1. (Enem 2010) 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 Corrente Elétrica (A) Azul 1,5 Amarelo 2,5 Laranja 5,0 Preto 7,5 Vermelho 10,0 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 conectá-los 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. 2. (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 Nominal (Watts) (Frio) Desligado (Morno) (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

2 Fiação Mínima (Acima 30 m) 10 mm 2 16 mm 2 6 mm 2 6 mm 2 Disjuntor (Ampère) Disponível em: Suprema/ Manual Torneira Suprema roo.pdf 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? a) W b) W c) W d) W e) W 3. (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, (Enem 2009) A instalação elétrica de uma casa envolve várias etapas, desde a alocação dos dispositivos, instrumentos e aparelhos elétricos, até a escolha dos materiais que a compõem, passando pelo dimensionamento da potência requerida, da fiação necessária, dos eletrodutos*, entre outras. Para cada aparelho elétrico existe um valor de potência associado. Valores típicos de potências para alguns aparelhos elétricos são apresentados no quadro seguinte: Aparelhos Aparelho de som 120 Chuveiro elétrico Ferro elétrico 500 Televisor 200 Geladeira 200 Rádio 50 Potência (W) *Eletrodutos são condutos por onde passa a fiação de uma instalação elétrica, com a finalidade de protegê-la. A escolha das lâmpadas é essencial para obtenção de uma boa iluminação. A potência da lâmpada deverá estar de acordo com o tamanho do cômodo a ser iluminado. O quadro a seguir mostra a relação entre as áreas dos cômodos (em m 2 ) e as potências das lâmpadas (em W), e foi utilizado como referência para o primeiro pavimento de uma residência.

3 Potência da Lâmpada (W) Área do Sala/copa Quarto, varanda e Cômodo (m 2 ) banheiro /cozinha corredor Até 6, ,0 a 7, ,5 a 10, Obs.: Para efeitos dos cálculos das áreas, as paredes são desconsideradas. Considerando a planta baixa fornecida, com todos os aparelhos em funcionamento, a potência total, em watts, será de a) b) c) d) e) (Enem 2005) Podemos estimar o consumo de energia elétrica de uma casa considerando as principais fontes desse consumo. Pense na situação em que apenas os aparelhos que constam da tabela a seguir fossem utilizados diariamente da mesma forma. Tabela: A tabela fornece a potência e o tempo efetivo de uso diário de cada aparelho doméstico. Aparelho Potência Ar condicionado 1,5 8 Chuveiro elétrico 3,3 1/3 Freezer 0,2 10 Geladeira 0,35 10 Lâmpadas 0,1 6 Tempo de uso diário (horas) Supondo que o mês tenha 30 dias e que o custo de 1kWh é R$ 0,40, o consumo de energia elétrica mensal dessa casa, é de aproximadamente a) R$ 135. b) R$ 165. c) R$ 190. d) R$ 210. e) R$ (Puccamp 2016) O mostrador digital de um amperímetro fornece indicação de 0,40 A em um circuito elétrico simples contendo uma fonte de força eletromotriz ideal e um resistor ôhmico de resistência elétrica 10 Ω. Se for colocado no circuito um outro resistor, de mesmas

4 características, em série com o primeiro, a nova potência elétrica dissipada no circuito será, em watts, a) 0,64. b) 0,32. c) 0,50. d) 0,20. e) 0, (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, R2 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 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 b) 6W c) 12 W d) 18 W e) 24 W é 8. (Uerj 2013) Duas lâmpadas, L 1 e L 2, estão conectadas em paralelo a uma bateria de automóvel. A corrente em Admita que A razão a) b) c) 1 d) 3 P P 1 2 P 1 e P 2 corresponde a: L 1 é igual a 1 3 da corrente em L 2. sejam as potências dissipadas, respectivamente, por L 1 e L (Uerj 2014) No circuito, uma bateria B está conectada a três resistores de resistências R1, R2 e R3: Sabe-se que R2 = R3 = 2R1. A relação entre as potências P1, P2 e P3, respectivamente associadas a R1, R2 e R3, pode ser expressa como:

5 a) P1 = P2 = P3 b) 2P1 = P2 = P3 c) 4P1 = P2 = P3 d) P1 = 2P2 = 2P3 10. (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 A corrente que deve percorrer o circuito da torneira é de 127mA. 200 Ω. 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. 11. (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 lâmpadas foram substituídas por 10 horas por dia. Estas 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, (Unesp 2013) Determinada massa de água deve ser aquecida com o calor dissipado por uma associação de resistores ligada nos pontos A e B do esquema mostrado na figura. Para isso, dois resistores ôhmicos de mesma resistência R podem ser associados e ligados aos pontos A e B. Uma ddp constante U, criada por um gerador ideal entre os pontos A e B, é a mesma para ambas as associações dos resistores, em série ou em paralelo. Considere que todo calor dissipado pelos resistores seja absorvido pela água e que, se os resistores forem associados em série, o aquecimento pretendido será conseguido em 1 minuto. Dessa forma, se for utilizada a associação em paralelo, o mesmo aquecimento será conseguido num intervalo de tempo, em segundos, igual a a) 30. b) 20. c) 10.

6 d) 45. e) (Unesp 2016) Em um trecho de uma instalação elétrica, três resistores Ôhmicos idênticos e de resistência 80 cada um são ligados como representado na figura. Por uma questão de segurança, a maior potência que cada um deles pode dissipar, separadamente, é de Dessa forma, 20 W. considerando desprezíveis as resistências dos fios de ligação entre eles, a máxima diferença de potencial, em volts, que pode ser estabelecida entre os pontos A e B do circuito, sem que haja riscos, é igual a a) 30. b) 50. c) 20. d) 40. e) (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 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. 15. (Enem PPL 2015) A rede elétrica de uma residência tem tensão de 110 V e o morador compra, por engano, uma lâmpada incandescente com potência nominal de 100 W e tensão nominal de 220 V. Se essa lâmpada for ligada na rede de 110 V, o que acontecerá? a) A lâmpada brilhará normalmente, mas como a tensão é a metade da prevista, a corrente elétrica será o dobro da normal, pois a potência elétrica é o produto de tensão pela corrente. b) A lâmpada não acenderá, pois ela é feita para trabalhar apenas com tensão de 220 V, e não funciona com tensão abaixo desta. c) A lâmpada irá acender dissipando uma potência de 50 W, pois como a tensão é metade da esperada, a potência também será reduzida à metade. d) A lâmpada irá brilhar fracamente, pois com a metade da tensão nominal, a corrente elétrica também será menor e a potência dissipada será menos da metade da nominal. e) A lâmpada queimará, pois como a tensão é menor do que a esperada, a corrente será maior, ultrapassando a corrente para a qual o filamento foi projetado. 16. (Fuvest 2017) Na bateria de um telefone celular e em seu carregador, estão registradas as seguintes especificações:

7 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 : a) 25,4 W b) 25,4 W c) 6,5 W d) 6,5 W e) 6,1 W corrente contínua. e C. e 4,8 C. e C. e C. e 4,8 C. 17. (Unesp 2016) Em um trecho de uma instalação elétrica, três resistores Ôhmicos idênticos e de resistência cada um são ligados como representado na figura. Por uma questão de 80 segurança, a maior potência que cada um deles pode dissipar, separadamente, é de 20 W. Dessa forma, considerando desprezíveis as resistências dos fios de ligação entre eles, a máxima diferença de potencial, em volts, que pode ser estabelecida entre os pontos A e B do circuito, sem que haja riscos, é igual a a) 30. b) 50. c) 20. d) 40. e) (Pucrj 2017) Considere o circuito da figura abaixo em que as resistências são dadas em k e a bateria é considerada ideal com uma força eletromotriz de 12 Volts. a) Qual é a diferença de potencial no resistor R 2? b) Qual é a potência dissipada pelo circuito? c) A resistência R 3 agora é retirada do circuito e substituída por um fio sem resistência. Qual é a nova corrente que passa por R 1? 19. (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 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.

8 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) C 2) A 3) B 4) D 5) E 6) E 7) A 8) B 9) D 10) 3,23 W 11) B 12) E 13) E 14) 15 Kj e 12,63 kj 15) D 16) D 17) E 18) (a) U BC = 7,2 V (b) 7,2 mw (c) 15 ma 19) J