Física - Pré-Vestibular Impacto - Energia Elétrica

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(Parte 1 de 2)

KL 2 ENERGIA ELÉTRICA

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R – 2009

CONTEÚDO 01

U i

P P = i . U

1. POTÊNCIA ELÉTRICA (P) Todo aparelho elétrico ligado a uma ddp (ou tensão elétrica ou voltagem) U e atravessado por uma corrente elétrica i consome uma potência elétrica P, dada por:

Unidades, no SI:

U i P

V (Volt) A (Ampère) W (Watt)

Onde: 1kW (Quilowatt) = 1.0 W 1MW (Megawatt) = 1.0.0 W

AtençãoPara entender o que é potência!

¾ Quanto maior a potência de uma lâmpada incandescente, maior o seu brilho. ¾ Quanto maior a potência de um chuveiro elétrico, maior o seu aquecimento. ¾ Quanto maior a potência de um condicionador de ar, maior o seu resfriamento.

OBS: Em geral, os aparelhos elétricos tem gravados em algum lugar, os seus valores nominais, ou seja, a ddp à qual devem ser ligados e a correspondente potência elétrica consumida quando em funcionamento. Exemplos:

2. ENERGIA ELÉTRICA (E) Todo aparelho elétrico de potência P ligado durante um intervalo de tempo ∆t consome uma energia elétrica E, dada por:

no SI: W.s = J (Joule)

- Unidades de E, muito usada: kW.h (Quilowatt -hora) Onde:

1 kW.h = 1.0 W x 3600 s = 3.600.0 J

Atenção Quanto maior a potência de um aparelho, maior o consumo de energia elétrica; quanto maior o tempo de uso de um aparelho, maior o consumo de energia elétrica. Logo, para economizar energia elétrica, basicamente, devemos comprar aparelhos de pequena potência e usá-los por pouco tempo.

OBS: Nas residências, o consumo de energia elétrica fica registrado num medidor localizado, geralmente, nos postes, e o custo (x) do consumo de energia é calculado da seguinte forma: Exemplo:

• Leitura anterior: 03/janeiro kW.h

• Leitura atual: 03/fevereiro kW.h

E = Diferença entre as leituras1kw.h R$ 0,40
E = 1900 – 10800 kw.h x
a) 10 A e 20 Ad) 10 A e 5 A.
b) 5 A e 10 Ae) 20 A 10 A.

APLICAÇÕES 01. Um chuveiro elétrico traz uma plaqueta de fábrica com as especificações: 220 V – 2.200 W / 4.400 W. Supondo-o corretamente instalado, as intensidades das correntes elétricas que atravessam esse chuveiro nas posições “inverno” e “verão” são, respectivamente, iguais a: c) 4 A e 8 A.

a) 0,4d) 2,0
b) 0,8e) 4,5

02. Um chuveiro elétrico alimentado por 220 V é percorrida por uma corrente elétrica de 15 A. A energia elétrica consumida, em kWh, durante 15 minutos de funcionamento é, aproximadamente: c) 1,5

a) R$ 1,4d) R$ 5,76
b) R$ 2,28e) R$ 14,40

03. Sabendo-se que 1 kWh custa R$ 0,40, pode-se afirmar que o custo da energia elétrica consumida por uma lâmpada de potência igual a 60 W acesa durante 8 h por dia, num mês de 30 dias, é: c) R$ 3,20

04. Um dispositivo elétrico de potência 1.0 watts dissipa em uma hora uma quantidade de energia de um quilowatt-hora. 1.0 W x 1,0 h = 1.0 Wh = 1,0 kWh

O morador de uma casa registrou, durante um mês, o tempo de funcionamento de todos os aparelhos elétricos conforme a tabela abaixo.

Aparelho Potência (W) Tempo de Funcionamento (h)

Lâmpada 600 100 TV 100 20

Ferro de passar roupas 2.0 10

Geladeira 500 300 Chuveiro 4.0 15

a) 1,3 . 102d) 4,7. 102
b) 2,5 . 102e) 3,0 . 103

Ao receber a conta de luz, correspondente ao mês registrado na tabela, o morador deve esperar um consumo, em kWh, mais próximo de: c) 2,9 . 102

Este ferro elétrico deve ser ligado a uma ddp de 110 V para consumir 1.0 W de potência.

E = P . ∆t

110 V 1.0 W

220 V 2.200 W 4.400 W

Este chuveiro deve ser ligado a um ddp de 220 V, consumindo uma potência de 2.200 W (com o seletor na posição “verão”) ou 4.400 W (com o seletor na posição “inverno”).

x = R$ 320,0 E = 80 kW.h

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a) 0,020b) 0,050 c) 0,50 d) 2,0 e) 7,2

REVISÃO 01. As características de uma lâmpada incandescente, impressas na embalagem, são: 60 W – 120 V. Essas características correspondem a uma corrente elétrica, em ampères, igual a:

a) 0,1 Ab) 0,2 A c) 0,45 A d) 2,2 A e) 4,5 A

02. Numa certa lâmpada incandescente, aparece a inscrição (100 W – 220 V). Isso quer dizer que ao ser ligada corretamente, pelo filamento da lâmpada passa uma corrente elétrica de intensidade:

a) 0,909 Ab) 1,20 A c) 1,40 A d) 1,60 A e) 1,80 A

03. Uma lâmpada incandescente tem as seguintes características gravadas em seu bulbo: 100 W – 110 V. Para que seu filamento não se danifique, a máxima corrente tolerada será de:

a) 1 Ab) 2 A c) 10 A d) 20 A e) 100 A

04. Num chuveiro elétrico, lê-se a indicação: 220 V – 2.200 W. Então, a corrente que passa por esse chuveiro é:

05. Para determinar a potência de um aparelho eletrodoméstico, um estudante seguiu este procedimento:

- Desligou todos os aparelhos elétricos de sua casa, exceto uma lâmpada de 100 W e outra de 60 W; observou, então, que o disco de alumínio do medidor de consumo de energia elétrica, na caixa de entrada de eletricidade de sua casa, gastou 8,0 s para efetuar 10 voltas. - Apagou, a seguir, as duas lâmpadas e ligou apenas o aparelho de potência desconhecida; verificou que o disco do medidor gastou 4,0 s para realizar 10 voltas.

a) 80b) 160. c) 240. d) 320. e) 480.

O estudante calculou corretamente a potência do aparelho, encontrado, em watts:

06. Um eletricista modifica a instalação elétrica de uma casa e substitui um chuveiro elétrico ligado em 110 V por outro, de mesma potência, mas ligado em 220 V. Observa-se que este chuveiro passará, então, a: a) consumir mais energia elétrica. b) consumir menos energia elétrica. c) ser percorrido por uma corrente elétrica maior. d) ser percorrido por uma corrente elétrica menor. e) dissipar maior quantidade de calor.

07. O rótulo de um chuveiro elétrico indica 4 500 W e 127 V. Isso significa que, ligado a uma rede elétrica de 127 V, o chuveiro consome: a) 4 500 joules por segundo. b) 4 500 joules por hora. c) 571 500 joules por segundo. d) 4 500 calorias por segundo. e) 4 500 calorias por hora.

08. Zezinho, querendo colaborar com o governo no sentido de economizar energia elétrica, trocou seu chuveiro de valores nominais 110 V – 2 200 W por outro de 220 V – 2 200 W. Com isso, ele terá um consumo de energia elétrica: a) idêntico ao anterior. b) 50% maior. c) 50% menor d) 25% maior. e) 25% menor.

a) 1,53b) 2,81. c) 3,0. d) 3,52. e) 4,12.

09. Quando ligado numa tomada de 110 V, um aparelho elétrico demanda 4,0 A. A energia consumida pelo aparelho durante 8h, em kWh, é:

a) 288b) 320 c) 18.0 d) 288.0 e) 0,32

10. Um chuveiro de 2.400 W, funcionando 4 horas por dia durante 30 dias, consome a energia elétrica, em kWh, de:

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