Corrente e Energia Elétrica

Prof. Wildson W de Aragão

CORRENTE E ENERGIA ELÉTRICA

Quando aplicamos uma diferença de potencial a

um condutor, seus elétrons livres adquirem

movimento ordenado, conforme a imagem a

seguir:

O sentido real da corrente corresponde ao

sentido do movimento dos elétrons. Já o sentido

convencional da corrente elétrica corresponde

ao sentido oposto ao movimento dos elétrons,

que seria o sentido do movimento das cargas

positivas, caso elas se movessem.

Intensidade de Corrente Elétrica (i)

A intensidade de corrente elétrica através do

condutor é definida como a carga que atravessa

uma seção do condutor por unidade de tempo.

Assim:

𝒊 = 𝑸

∆𝒕

Q = carga que atravessa a seção do condutor

(coulomb: C)

Δt = intervalo de tempo (segundo: s)

i = intensidade de corrente elétrica (ampère: A)

A quantidade de carga depende do número

de elétrons que atravessam a seção nesse

intervalo de tempo. Então o valor de Q é definido

por:

𝑸 = 𝒏.𝒆

n = número de elétrons.

e = carga elementar = 1,6. 10-19 C.

Efeitos da Corrente Elétrica

Quando a corrente atravessa um determinado

condutor, os efeitos que ela gera dependem do

tipo do condutor.

1) Efeito Fisiológico (choque elétrico): Ocorre

quando a corrente elétrica atravessa

organismos vivos. Para o corpo humano, o

pior tipo de choque é aquele que

atravessa o tórax do indivíduo, pois a

intensidade da corrente pode causar

contrações musculares e consequentes

paradas cardíacas.

2) Efeito Térmico (ou joule): A corrente

atravessa materiais metálicos e gera um

aquecimento no condutor. Os choques

entre elétrons no material fazem eles

perderem energia cinética. Essa perda de

energia cinética é transformada em calor

no condutor.

3) Efeito Químico: Nesse caso, a corrente

atravessa soluções eletrolíticas. É muito

usado na cromação, niquelação e

esterilização de materiais. Aplicado em

indústrias, laboratórios, hospitais etc.

4) Efeito Magnético: É o mais evidente. Toda

corrente elétrica gera ao seu redor um

campo magnético.

Potência e Energia Elétrica

Ao ser percorrido por corrente elétrica o

condutor dissipa potência, que pode ser calculada

por:

𝑷𝒐𝒕 = 𝑼. 𝒊

onde U é a ddp entre os terminais do condutor e i

representa a corrente elétrica.

A unidade de corrente elétrica é o watt (W),

em homenagem a James Watt, que desenvolveu a

máquina térmica, aperfeiçoando os métodos de

produção e transporte da época.

Energia Elétrica

É calculada a partir da potencia do aparelho e

do tempo que ele permanece dissipando essa

potencia.

𝑬 = 𝑷𝒐𝒕 . ∆𝒕

Unidades:

Energia Potencia Tempo

joule (J) watt (W) segundo(s)

watt-hora(Wh) watt (W) hora (h)

1kWh = 1000 Wh = 3,6. 106 J

EXERCÍCIOS

1. Um chuveiro elétrico, ligado em 120V, é

percorrido por uma corrente elétrica de 10A,

durante de 10 minutos. Quantas horas levaria

uma lâmpada de 40W, ligada nesta rede, para

consumir a mesma energia elétrica que foi

consumida pelo chuveiro?

a) 6 horas

b) 5 horas

c) 4 horas

d) 3 horas

2. Um automóvel possui uma bateria de 12V de

força eletromotriz . Quando a chave de ignição do

automóvel é acionada, a bateria fornece uma

corrente elétrica de 60A, durante 2s, ao motor de

arranque. A energia fornecida pela bateria, em

joules, é de

a) 360

b) 720

c) 1000

d) 1440

e) 2000

3. Uma lâmpada tem as seguintes especificações:

127 V - 100 W. Se esta lâmpada é acesa durante

30 dias, 24 horas por dia, a energia elétrica

consumida será:

a) 100 kwh

b) 86,4 kwh

c) 127 kwh

d) 72 kwh

e) 12,7 kwh

4. (ENEM MEC) Uma estudante que ingressou na

universidade e, pela primeira vez, está morando

longe da sua família, recebe sua primeira conta de

luz:

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

5. A conta de luz apresentada pela companhia de

energia elétrica a uma residência de cinco

pessoas, referente a um período de 30 dias,

indicou um consumo de 300 kWh.

A potência média utilizada por pessoa, nesse

período, foi de:

a) 6 W

b) 13 W

c) 60 W

d) 83 W

e) 100 W

6. Um chuveiro de 2 400 W, funcionando 4 h por

dia durante 30 dias, consome a energia elétrica

em quilowatts-hora, de:

a) 288

b) 320

c) 18000

d) 288000

e) 0,32

7. Um chuveiro elétrico de 3,2 KW ligado a 110 V,

consome, em 15 min:

a) 29 J

b) 2,31 kWh

c) 0,80 kWh

d) 4,3 kJ

e) 1,1 kJ

8. (ENEM MEC) O SELO PROCEL DE ECONOMIA

DE ENERGIA

O Selo Procel foi instituído por Decreto

Presidencial em 8 de dezembro de 1993.

É um produto desenvolvido e concedido pelo

Programa Nacional de Conservação de Energia

Elétrica - Procel, coordenado pelo Ministério de

Minas e Energia - MME, com sua Secretaria-

Executiva mantida pelas Centrais Elétricas

Brasileiras S.A - Eletrobrás.

O Selo Procel tem por objetivo orientar o

consumidor no ato da compra, indicando os

produtos que apresentam os melhores níveis de

eficiência energética dentro de cada categoria,

proporcionando, assim, economia na sua conta de

energia elétrica. Também estimula a fabricação e

a comercialização de produtos mais eficientes,

contribuindo para o desenvolvimento tecnológico

e a preservação do meio ambiente.

De acordo com o Procel, o aparelho

eletrodoméstico que possui o maior custo mensal

é:

a) Máquina de lavar.

b) Ferro elétrico.

c) Geladeira duas portas.

d) Micro-ondas.

e) Chuveiro elétrico.

9. (ENEM MEC) Um circuito elétrico doméstico

simples está ligado à rede de 110 V e protegido

por um fusível F de 10 A, como o esquema da

figura abaixo:

Uma dona de casa deseja passar roupa com a luz

acesa. A potência máxima de um ferro de passar

roupa que pode ser ligado, simultaneamente, a

uma lámpada de 100 W, sem que o fusível

interrompa o circuito, é aproximadamente:

a) 1.000 W.

b) 1.200 W.

c) 1.350 W.

d) 250 W.

e) 500 W.

10. (ENEM MEC) 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:

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

m2) e as potências das lâmpadas (em W), e foi

utilizado como referência para o primeiro

pavimento de uma residência.

Considerando a planta baixa fornecida, com todos

os aparelhos em funcionamento, a potência total,

em watts, será de

a) 4.070.

b) 4.270.

c) 4.320.

d) 4.390.

e) 4.470.

Gabarito

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

B D D B D A C E A D