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1 ula (Fuvest 01) Energia elétrica gerada em Itaipu é transmitida da subestação de Foz do Iguaçu (Paraná) a Tijuco Preto (São Paulo), em alta tensão de 750 kv, por linhas de 900 km de comprimento. Se a mesma potência fosse transmitida por meio das mesmas linhas, mas em 30 kv, que é a tensão utilizada em redes urbanas, a perda de energia por efeito Joule seria, aproximadamente, a) vezes maior. b) 65 vezes maior. c) 30 vezes maior. d) 5 vezes maior. e) a mesma.. (Pucsp 01) No reservatório de um vaporizador elétrico são colocados 300 g de água, cuja temperatura inicial é 0 C. No interior desse reservatório encontra-se um resistor de 1 Ω que é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 10 quando o aparelho está em funcionamento. Considerando que toda energia elétrica é convertida em energia térmica e é integralmente absorvida pela água, o tempo que o aparelho deve permanecer ligado para vaporizar 1/3 da massa de água colocada no reservatório deve ser de dote: 1 cal = 4, J Calor específico da água = 1,0 cal/g C Calor latente de vaporização da água = 540 cal/g P = 1 atm a) 3 min 37s b) 4 min 33s c) 4 min 07s d) 36 min 10s e) 45 min 30s Página 1 de 10

2 ula (Fuvest 011) O filamento de uma lâmpada incandescente, submetido a uma tensão, é percorrido por uma corrente de intensidade i. O gráfico abaixo mostra a relação entre i e. s seguintes afirmações se referem a essa lâmpada. I. resistência do filamento é a mesma para qualquer valor da tensão aplicada. II. resistência do filamento diminui com o aumento da corrente. III. potência dissipada no filamento aumenta com o aumento da tensão aplicada. Dentre essas afirmações, somente a) I está correta. b) II está correta. c) III está correta. d) I e III estão corretas. e) II e III estão corretas. 4. (Enem 011) 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. Potência (Watt) CCTEÍSTICS TÉCNICS Especificação Modelo Tensão (V~) 17 0 Seletor de Temperatura Multitemperaturas Disjuntor ou fusível (mpere) Seção dos condutores (mm ) 10 4 ma pessoa adquiriu um chuveiro do modelo 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 devia possuir amperagem 40% menor. Página de 10

3 ula 17 Considerando-se os chuveiros de modelos e, funcionando à mesma potência de W, a razão entre as suas respectivas resistências elétricas, e que justifica a diferença de dimensionamento dos disjuntores, é mais próxima de: a) 0,3. b) 0,6. c) 0,8. d) 1,7. e) 3,0. 5. (Fuvest 011) conversão de energia solar em energia elétrica pode ser feita com a utilização de painéis constituídos por células fotovoltaicas que, quando expostas à radiação solar, geram uma diferença de potencial entre suas faces. Para caracterizar uma dessas células (C) de 0 cm de área, sobre a qual incide 1 kw/m de radiação solar, foi realizada a medida da diferença de potencial e da corrente I, variando-se o valor da resistência, conforme o circuito esquematizado na figura abaixo. Os resultados obtidos estão apresentados na tabela. (volt) I (ampère) 0,10 1,0 0,0 1,0 0,30 1,0 0,40 0,98 0,50 0,90 0,5 0,80 0,54 0,75 0,56 0,6 0,58 0,40 0,60 0,00 a) Faça o gráfico da curva I x na figura a seguir. Página 3 de 10

4 ula 17 b) Determine o valor da potência máxima P m que essa célula fornece e o valor da resistência nessa condição. c) Determine a eficiência da célula C para = 0,3 V. NOTE E DOTE P Eficiência = P fornecida incidente 6. (Mackenzie 010) Certo resistor quando submetido a uma ddp de 4 V, dissipa a potência de 0 W. potência que esse resistor dissipará, quando for submetido a uma ddp de 1 V, será a) 10 W b) 8 W c) 7 W d) 6 W e) 5 W 7. (Enem 010) 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 () zul 1,5 marelo,5 Laranja 5,0 Preto 7,5 Vermelho 10,0 m 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. Página 4 de 10

5 8. (Enem 010) Observe a tabela seguinte. Ela traz especificações técnicas constantes no manual de instruções fornecido pelo fabricante de uma torneira elétrica. Especificações Técnicas ula 17 Modelo Torneira Tensão Nominal (volts) 17 0 Potência Nominal (Watts) (Frio) Desligado (Morno) (Quente) Corrente Nominal (mpères) 35,4 43,3 0,4 5,0 Fiação Mínima (té 30m) 6 mm 10 mm 4 mm 4 mm Fiação Mínima (cima 30 m) 10 mm 16 mm 6 mm 6 mm Disjuntor (mpère) Disponível em: Suprema/ Manual Torneira Suprema roo.pdf Considerando que o modelo de maior potência da versão 0 V da torneira suprema foi inadvertidamente conectada a uma rede com tensão nominal de 17 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).800 W c) 3.00 W d) W e) W Página 5 de 10

6 ula (Enem ª aplicação 010) 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 100 W, na posição primavera, 400 W e na posição inverno, 300 W. GEF. Física 3: Eletromagnetismo. São Paulo: EDSP, 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 b) 30 c) 5 d) 3 e) 0 Página 6 de 10

7 ula 17 Gabarito: esposta da questão 1: [] potência transmitida é a mesma nos dois casos: i i P1 = P 1 i1 = i = = = 5. i1 30 i1 Considerando que a resistência elétrica seja a mesma para as duas correntes, as potências elétricas dissipadas por efeito Joule nos dois casos são: Pd = i 1 1 Pd i i P d ( ) = = ( ) = 5 Pd = 65 P d 1 P P d i d i 1 1 i1 P = d1 E = 65 E. 1 esposta da questão : [] Dados: M = 300 g; = 1 Ω ; I = 10 ; c = 1 cal/g C; L V = 540 cal/g; 1 cal = 4, J. quantidade de calor necessária para o processo é: Q = Qsensível + Q latente Q = M c Δθ+ M 300 LV = 300 ( 1 ) ( ) 540 ( ) 3 3 Q = cal = J. Mas: Q Q Q P = Δt = = Δt = Δt P I 1 ( 100) Δt = 73 s Δt = 4 min e 33 s. esposta da questão 3: [C] Para maior clareza, destaquemos dois pontos, e, do gráfico: I. Incorreta. Quando a resistência é constante, tensão e corrente são diretamente proporcionais, portanto o gráfico é uma reta que passa pela origem. Página 7 de 10

8 ula 17 II. Incorreta. Calculemos a resistência para os pontos, e, destacados na figura: = = = 13,3 Ω. i 0,15 6 = = = 4 Ω. i 0,5 Portanto, a resistência aumenta com o aumento da corrente. III. Correta. Calculemos as potências dissipadas para os valores dos pontos destacados: P = i = (0,15) = 0,3 W. P = i = 6 (0,5) = 1,5 W. P > P a potência dissipada no filamento aumenta com o aumento da tensão aplicada. esposta da questão 4: [] Dados: P = W; = 17 V; = 0 V; I = 50 ; I = 30. Como a potência é a mesma nos dois casos, temos: P = 17 P = P = = = 0 P = = ( 0,58 ) = 0,3. 0 OS: sabe-se da eletrodinâmica e do eletromagnetismo que 3. Isso simplifica 17 bastante os cálculos envolvendo tensões de 0 V e 17 V, como no caso dessa questão, conforme ilustrado abaixo: P = 17 P = P = = = 0 P = 1 1 = = = 3 3 0,3. esposta da questão 5: a) figura a seguir mostra a tabela dada e o gráfico pedido: Página 8 de 10

9 ula 17 b) expressão da potência elétrica é dada pelo produto da tensão pela corrente. Logo, a potência é máxima quando esse produto é máximo. P m = ( I. ) máx tabela mostra esses produtos e destaca que a potência máxima é: P m = 0,45 W. Como se trata de um resistor não ôhmico (resistência variável), devemos usar a 1ª lei de Ohm para o par tensão corrente correspondente à potência máxima. Da tabela: 0,5 = I = = 0,56 Ω. I 0,9 (volt) I (ampère) P (watt) 0,10 1,0 0,10 0,0 1,0 0,0 0,30 1,0 0,30 0,40 0,98 0,39 0,50 0,90 0,45 0,5 0,80 0,41 0,54 0,75 0,41 0,56 0,6 0,35 0,58 0,40 0,3 0,60 0,00 0,60 c) Dados: I Solar = 1 kw/m ; 10 3 W/m ; = 0 cm = 10 3 m. Para = 0,3 V, da tabela do item anterior, a potência fornecida é: P fornecida = 0,3 W. Calculando a potência incidente: P incidente = I Solar = P Incidente = W. Pfornecida De acordo com a expressão fornecida no enunciado: Eficiência =. Pincidente Então: Eficiência = 0,3 Eficiência = 0,15 = 15%. esposta da questão 6: [E] Página 9 de 10

10 ula 17 Dados: 1 = 4 V; P 1 = 0 W; = 1 V. P = =. P Suponhamos tratar-se de um resistor ôhmico (resistência constante). Então: = = = P P P 0 P 0 1 P = 5 W. esposta da questão 7: [C] Dados: P = 55 W; = 36 V. Calculando a corrente em cada farol: P = i i = P = Quando eles são ligados a um mesmo fusível, a corrente é o dobro I = i = = I = 3, Para aguentar essa corrente, o menor valor de fusível deve ser 5, ou seja, o laranja. esposta da questão 8: [] De acordo com a tabela dada, o modelo de potência máxima para a tensão = 0 V, tem potência nominal P = W. Supondo que a resistência permaneça constante, a potência de operação para a tensão = 10 V é P. ssim podemos escrever: P = (I) ' P' = (II) Dividindo membro a membro as expressões acima, (II) (I), vem: P' ' P' = ' P' 17 = P P = P = (0,33) P = W. esposta da questão 9: [] corrente é máxima quando a potência máxima. ssim: P 3.00 P = i i = = 9, Portanto, deve ser utilizado um disjuntor de valor mínimo de 30. Página 10 de 10