Energia Elétrica - nsaulasparticulares.com.brnsaulasparticulares.com.br/.../uploads/2014/11/Energia-Eletrica.pdf · Página 3 de 16 8. (Ufpr 2013) Devido ao seu baixo consumo de

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Energia Elétrica

1. (G1 - ifsp 2013) Ao entrar em uma loja de materiais de construção, um eletricista vê o seguinte anúncio: ECONOMIZE: Lâmpadas fluorescentes de 15 W têm a mesma luminosidade (iluminação) que lâmpadas incandescentes de 60 W de potência. De acordo com o anúncio, com o intuito de economizar energia elétrica, o eletricista troca uma lâmpada incandescente por uma fluorescente e conclui que, em 1 hora, a economia de energia elétrica, em kWh, será de a) 0,015. b) 0,025. c) 0,030. d) 0,040. e) 0,045. 2. (Ufsm 2013) A favor da sustentabilidade do planeta, os aparelhos que funcionam com eletricidade estão recebendo sucessivos aperfeiçoamentos. O exemplo mais comum são as lâmpadas eletrônicas que, utilizando menor potência, iluminam tão bem quanto as lâmpadas de filamento. Então, analise as afirmativas: I. A corrente elétrica que circula nas lâmpadas incandescentes é menor do que a que circula

nas lâmpadas eletrônicas. II. Substituindo uma lâmpada incandescente por uma eletrônica, esta fica com a mesma ddp

que aquela. III. A energia dissipada na lâmpada incandescente é menor do que na lâmpada eletrônica. Está(ão) correta(s) a) apenas I e II. b) apenas II. c) apenas I e III. d) apenas III. e) I, II e III. 3. (Uel 2013) As lâmpadas de LED (Light Emissor Diode) estão substituindo progressivamente as lâmpadas fluorescentes e representam um avanço tecnológico nas formas de conversão de energia elétrica em luz. A tabela, a seguir, compara as características dessas lâmpadas.

Características Fluorescente LED

Potência média (W) 9 8

Tempo médio de duração (horas) 6000 25000

Tensão nominal (Volts) 110 220

Fluxo luminoso (lm) 490 450

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Com relação à eficácia luminosa, que representa a relação entre o fluxo luminoso e a potência do dispositivo, Lumen por Watt (lm/W), considere as afirmativas a seguir. I. A troca da lâmpada fluorescente pela de LED ocasionará economia de 80% de energia. II. A eficácia luminosa da lâmpada de LED é de 56,25 lm/W. III. A razão entre as correntes elétricas que passam pela lâmpada fluorescente e pela lâmpada

de LED, nessa ordem, é de 2,25. IV. O consumo de energia elétrica de uma lâmpada de LED durante o seu tempo médio de

duração é de 200 kWh. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e II são corretas. b) Somente as afirmativas I e IV são corretas. c) Somente as afirmativas III e IV são corretas. d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas. e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas. 4. (Ufsm 2013) O dimensionamento de motores elétricos, junto com o desenvolvimento de

compressores, é o principal problema da indústria de refrigeração. As geladeiras do tipo “frost-free” não acumulam gelo no seu interior, o que evita o isolamento térmico realizado pelas grossas camadas de gelo formadas pelas geladeiras comuns. A não formação de gelo diminui o consumo de energia. Assim, numa geladeira tipo “frost-free” ligada a uma ddp de 220V circula uma corrente de 0,5A. Se essa geladeira ficar ligada 5 minutos a cada hora, seu consumo diário de energia, em kWh, é de a) 0,22. b) 44. c) 220. d) 440. e) 24200. 5. (Uerj 2013) Ao ser conectado a uma rede elétrica que fornece uma tensão eficaz de 200 V,

a taxa de consumo de energia de um resistor ôhmico é igual a 60 W. Determine o consumo de energia, em kWh, desse resistor, durante quatro horas, ao ser conectado a uma rede que fornece uma tensão eficaz de 100 V. 6. (G1 - cftmg 2013) Uma pessoa verificou que o ferro elétrico de 1.000 W, por ficar muito

tempo em funcionamento, causa gasto excessivo na sua conta de energia elétrica. Como medida de economia, ela estabeleceu que o consumo de energia desse aparelho deveria ser igual ao de um chuveiro de 4.400 W ligado durante 15 minutos. Nessas condições, o tempo máximo de funcionamento do ferro deve ser, em minutos, igual a a) 22. b) 44. c) 66. d) 88. 7. (G1 - ifsp 2013) A Lei da Conservação da Energia assegura que não é possível criar energia

nem a fazer desaparecer. No funcionamento de determinados aparelhos, a energia é conservada por meio da transformação de um tipo de energia em outro. Em se considerando um telefone celular com a bateria carregada e em funcionamento, durante uma conversa entre duas pessoas, assinale a alternativa que corresponde à sequência correta das possíveis transformações de energias envolvidas no celular em uso. a) Térmica – cinética – sonora. b) Química – elétrica – sonora. c) Cinética – térmica – elétrica. d) Luminosa – elétrica – térmica. e) Química – sonora – cinética.



8. (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 10.000 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:

a) R$ 1,650 310 .

b) R$ 1,606 610 .

c) R$ 3,212 610 .

d) R$ 1,55 710 .

e) R$ 3,06 710 . 9. (Fuvest 2013) Um raio proveniente de uma nuvem transportou para o solo uma carga de

10 C sob uma diferença de potencial de 100 milhões de volts. A energia liberada por esse raio

é (Note e adote: 71J 3 10 kWh. )

a) 30 MWh. b) 3 MWh. c) 300 kWh. d) 30 kWh. e) 3 kWh. 10. (Pucsp 2012) No reservatório de um vaporizador elétrico são colocados 300 g de água,

cuja temperatura inicial é 20 °C. No interior desse reservatório encontra-se um resistor

de 12 que é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 10 A 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

Adote:1 cal = 4,2 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



11. (G1 - utfpr 2012) O chuveiro elétrico esquenta porque, apresenta uma _______________

que aquece a água, quando passa uma ____________ elétrica. A este fenômeno chamamos de Efeito ________. Assinale a única alternativa que completa o texto acima, de forma correta. a) aceleração, energia potencial, Cascata. b) energia cinética, força peso, Joule. c) resistência elétrica, aceleração, Cascata. d) queda de temperatura, corrente, Joule. e) resistência elétrica, corrente, Joule. 12. (Fuvest 2012) 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) 27.000 vezes maior. b) 625 vezes maior. c) 30 vezes maior. d) 25 vezes maior. e) a mesma. 13. (Ufsm 2012) O uso de datashow em sala de aula é muito comum. As lâmpadas de filamento que são usadas nesses equipamentos têm potência elevada de, aproximadamente, 1100 W quando ligadas em 220 V. Se um datashow for usado durante 1 hora e 40 minutos, que é o tempo de duração de uma aula com dois períodos, qual é a energia consumida em J? a) 5,00 X 10

2.

b) 2,42 X 103.

c) 1,10 X 105.

d) 6,60 X 106.

e) 1,45 X 108.

14. (G1 - ifce 2012) Um resistor ôhmico de 576 , submetido a uma ddp de 240 V, dissipa, em

2 horas, uma energia elétrica, em joules, de a) 3,6x10

5.

b) 3,6x106.

c) 7,2x106.

d) 7,2x105.

e) 2,0x102.

15. (Fgvrj 2011) Visando economizar energia elétrica, uma família que, em 30 dias, consumia em média 240 kWh, substituiu doze lâmpadas de sua residência, dez de 60 W e duas de 100 W, por lâmpadas econômicas de 25 W. Na situação em que as lâmpadas ficam acesas 4 horas por dia, a troca resultou em uma economia de energia elétrica, aproximadamente, de a) 62% b) 37% c) 25% d) 15% e) 5%



16. (G1 - col.naval 2011) Observe a ilustração a seguir.

As lâmpadas incandescentes, criadas no século XIX por Thomas Edison, comportam-se como resistores, pois transformam grande parte da energia elétrica consumida em calor e apenas uma pequena parte em luminosidade. Considere que o amperímetro acuse que pelo circuito passa uma corrente de 0,5A, enquanto o voltímetro estabelece uma leitura de 120V entre os terminais da fonte. Admitindo que a lâmpada do circuito tenha uma eficiência luminosa de 10% da sua energia total consumida e que permaneça ligada por 4 horas, é correto afirmar que a quantidade de calor, em kcal, dissipada pela lâmpada para o ambiente é de, aproximadamente, Use: 1 cal = 4J a) 194 b) 216 c) 452 d) 778 e) 864 17. (Ufpb 2011) Boa parte dos aparelhos eletrônicos modernos conta com a praticidade do modo de espera denominado stand-by. Nesse modo, os aparelhos ficam prontos para serem usados e, embora “desligados”, continuam consumindo energia, sendo o stand-by responsável por um razoável aumento no consumo de energia elétrica. Para calcular o impacto na conta de energia elétrica, devido à permanência de cinco aparelhos ininterruptamente deixados no modo stand-by por 30 dias consecutivos, considere as seguintes informações: • cada aparelho, operando no modo stand-by, consome 5J de energia por segundo; • o preço da energia elétrica é de R$ 0,50 por kWh. A partir dessas informações, conclui-se que, no final de 30 dias, o custo com a energia consumida por esses cinco aparelhos, operando exclusivamente no modo stand-by, será de: a) R$ 17,00 b) R$ 15,00 c) R$ 13,00 d) R$ 11,00 e) R$ 9,00



18. (Uepg 2011) Um ebulidor de resistência elétrica igual a 75,0 está envolto por 0,20 kg de

gelo a 0 ºC. Os terminais do ebulidor são conectados a uma fem que gera uma corrente elétrica de intensidade igual a 2 A através dele, durante 1,4 minutos. Considere que toda energia dissipada pelo ebulidor foi integralmente absorvida pelo gelo. Considere, ainda, 1 cal = 4,2 J; cágua = 1 cal/g ºC e Lf(água) = 80 cal/g. Sobre esse evento físico, assinale o que for correto.

01) A potência do ebulidor é igual a 300 W. 02) A energia dissipada pelo ebulidor foi 25.200 J. 04) A diferença de potencial entre os terminais do ebulidor, durante o processo, foi de 150 V. 08) Ao final do processo tem-se 125 g de gelo e 75 g de água. 16) A temperatura final do sistema é 0 ºC. 19. (Uerj 2011) Para dar a partida em um caminhão, é necessário que sua bateria de 12 V estabeleça uma corrente de 100 A durante um minuto. A energia, em joules, fornecida pela bateria, corresponde a: a) 2,0 x 10

1

b) 1,2 x 102

c) 3,6 x 103

d) 7,2 x 104

20. (G1 - cps 2010) Pequenos consumos podem parecer bobagem, mas quando

somados se tornam grandes gastos. Para ajudarmos o nosso planeta e também economizarmos o nosso salário, devemos

desligar os aparelhos e não os deixar no modo de espera, conhecido por stand by. Pensando nisso, considere a situação: • um determinado DVD consome 20 W em stand by; • admita que esse DVD permaneça, em média, 23 horas por dia em stand by; • 1 kWh de energia equivale ao consumo de um aparelho de 1 000 W de potência

durante uma hora de uso (1 kWh = 1 000 W ∙ 1 h);

• o preço de 1 kWh é R$ 0,40. Conclui-se que o consumo anual, em média, desse aparelho em stand by é, aproximadamente, de Adote: 1 ano = 365 dias a) R$ 7,00. b) R$ 19,00. c) R$ 38,00. d) R$ 67,00. e) R$ 95,00.



21. (Ufjf 2010) O gráfico mostra a potência elétrica, em kW , consumida na residência de um

morador da cidade de Juiz de Fora, ao longo do dia. A residência é alimentada com uma voltagem de 120 V. Essa residência tem um disjuntor que desarma, se a corrente elétrica ultrapassar um certo valor, para evitar danos na instalação elétrica. Por outro lado, esse disjuntor é dimensionado para suportar uma corrente utilizada na operação de todos os aparelhos da residência, que somam uma potência total de 7,20 kW .

a) Qual é o valor máximo de corrente que o disjuntor pode suportar? b) Qual é a energia em kWh consumida ao longo de um dia nessa residência? c) Qual é o preço a pagar por um mês de consumo, se o 1kWh custa R$ 0,50? 22. (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$ 42.00. c) R$ 43.00. d) R$ 43,80. e) R$ 44,00.



23. (Pucpr 2009) O setor agropecuário, nos últimos anos, vem passando por grandes

transformações. Atualmente, as propriedades rurais são dotadas de um bom nível de conforto,

o que anteriormente era privilégio somente dos habitantes urbanos. Sem dúvida, a energia

elétrica é a principal responsável por essa modernização. Ela permite desde a implantação de

motores elétricos, que aumentam a capacidade produtiva da fazenda, até uma iluminação

eficiente bem como a utilização de aparelhos de comunicação, como rádio, telefone, TV e

vários outros, proporcionando melhor qualidade de vida e reduzindo o êxodo rural.

Dessa maneira, a construção de usinas de pequeno porte pode ser uma alternativa para o

fornecimento de energia elétrica para pequenas propriedades rurais.

Em granjas, por exemplo, é comum a utilização de chocadeiras de ovos. Uma chocadeira de

ovos comum necessita de quatro lâmpadas de 40 W - 120 V para aquecer o ambiente interno.

Essas lâmpadas devem ficar ligadas 24 horas.

De acordo com o texto, assinale a alternativa CORRETA.

a) Utilizando-se a usina hidroelétrica e supondo que as lâmpadas da chocadeira estão associadas em paralelo, é possível fornecer energia elétrica para 150 chocadeiras por dia.

b) Na tabela acima a capacidade de geração está relacionada à potência elétrica gerada em cada tipo de usina.

c) Na usina eólica, a energia é do tipo não renovável. d) Supondo que a tensão permaneça constante na associação das lâmpadas da chocadeira, a

potência total será a mesma independente de a ligação ser em série ou em paralelo. e) Supondo que a tensão elétrica obtida gerada a partir de painéis fotovoltaicos seja contínua e

igual a 220 V, se ligarmos as lâmpadas da chocadeira em série, nesta tensão elas funcionarão normalmente.

24. (Ufg 2009) Uma lâmpada fluorescente compacta (LFC) consome 75% menos energia do

que uma lâmpada incandescente. O fusível de proteção de uma residência permite o máximo

de seis lâmpadas incandescentes de 100 W ligadas em paralelo. Um cidadão, preocupado com

o consumo de energia, resolve trocar seis lâmpadas incandescentes por seis LFCs. Nessas

condições, qual o comportamento da corrente total do circuito e qual o número máximo de

LFCs que o fusível suporta?

a) Reduz a 25% e 24. b) Reduz a 75% e 18. c) Aumenta a 75% e 12. d) Aumenta de 25% e 6. e) Aumenta de 400% e 24.



25. (Pucsp 2009) USINAS EÓLICAS: ENERGIA ELÉTRICA E DESENVOLVIMENTO

SUSTENTÁVEL

Uma das formas de se obter energia elétrica de maneira renovável é por meio das usinas

eólicas.

Em geral associam-se à usina eólica poucos argumentos desfavoráveis do ponto de vista da

degradação do meio ambiente. Entre eles temos a poluição visual e a morte de pássaros que

porventura possam passar pela região.

No Rio Grande do Sul, está o Parque Eólico de Osório, o maior projeto de energia eólica da

América Latina, composto por 75 aerogeradores - um aerogerador é um gerador elétrico

integrado ao eixo de um cata-vento cuja missão é converter a energia mecânica dos ventos em

energia elétrica. Cada torre mede 98 metros de altura e tem 810 toneladas.

a) Admitindo que as torres sejam cônicas e tenham sido construídas em concreto cuja

densidade é de 1800 kg/m3, calcule o volume ocupado por uma dessas torres.

b) De forma a avaliar o consumo de energia elétrica em uma residência, vamos analisar as

respostas de uma família, composta por 4 pessoas, a uma pesquisa sobre seu consumo. Esta

família relata alguns equipamentos elétricos de sua residência e seus tempos de uso ao longo

de um mês. Dentre as informações explicitadas, percebe-se o uso do chuveiro elétrico de

potência 2200 W, todos os dias, pelos 4 integrantes da família, com banho de 15 minutos cada

um.

O computador é o campeão em termos de uso. Há dois computadores de 90 W cada um, que

são usados, em média, durante 5 horas cada um deles.

O refrigerador que possui 110 W de potência, aciona seu motor durante 10 horas por dia. A

residência possui uma tensão elétrica (d.d.p.) de 110 V, com exceção do chuveiro que tem

tensão elétrica de 220 V.

Qual equipamento relatado nesta pesquisa corresponde ao grande vilão no consumo de

energia elétrica?

Justifique preenchendo toda a tabela na folha de respostas, explicitando o cálculo do gasto de

energia de cada um dos três equipamentos durante um mês de 30 dias em kWh.

Em seguida, calcule o valor adequado da corrente elétrica máxima que pode passar pelo

disjuntor instalado para proteger essa residência. Considere que, além das potências dos

equipamentos já citados, ocorra um aumento de 590 W em função da iluminação e demais

equipamentos elétricos.

Vale lembrar que watt-hora (Wh) é a unidade normalmente utilizada para o consumo de

energia elétrica, em que a potência é dada em W e o tempo em hora (h).

c) Suponhamos que a média do consumo das famílias pesquisadas seja de 150 kWh por mês.

Um aerogerador de usina eólica com 200 kW de potência útil, em funcionamento durante 24

horas por dia, é capaz de abastecer quantas famílias com consumo similar?



Gabarito: Resposta da questão 1:

[E]

Dados: P1 = 60 W = 0,06 kW; P2 = 15 W = 0,015 kW; Δt = 1 h.

Calculando o consumo de energia de cada lâmpada em 1 hora:

11 2

2

E 0,06 1 0,06 kW hE P t E E E 0,06 0,015

E 0,015 1 0,015 kW h

E 0,045 kW h.

Δ Δ Δ

Δ

Resposta da questão 2: [B] [I]. Incorreta. De acordo com o próprio enunciado, as lâmpadas eletrônicas utilizam menor

potência. Da expressão da potência elétrica (P = U i), se estão ligadas à mesma fonte, a ddp (U) é a mesma para as duas lâmpadas, logo pela de menor potência (eletrônica) circula menor corrente (i).

[II]. Correta. A ddp é estabelecida pela rede de distribuição. [III]. Incorreta. Usando boa vontade e bom senso, suponhamos que os tempos de operação

( t)Δ sejam iguais. Assim, da expressão da energia (E) consumida por um dispositivo de

potência P (E P t),Δ a lâmpada que utiliza maior potência consome maior energia, no caso a

incandescente. Resposta da questão 3: [E]

I. Incorreta. O consumo de energia está relacionado à potência ( E P t). A relação entre

as potências é: led

flu

P 80,89 89%.

P 9 A troca ocasionará uma economia de 11%.

II. Correta. Sendo e a eficácia luminosa, temos: led450

e 56,25 lm / W.8

III. Correta. flu

flu

ledled

9 9i

iP 9 220 18110 110P U i i 2,25.88U i 110 8 8

i220220

IV. Correta. E P t 8 25.000 200.000 W h 200 kW h.Δ Δ

Resposta da questão 4:

[A] Dados: U = 220 V; i = 0,5 A Se a geladeira fica ligada 5 minutos por hora, seu tempo de funcionamento em um dia é:

min 1 hora horast 5 24 2 h/dia.

hora 60 min dia

Da expressão da energia consumida por um aparelho ligado a uma ddp U percorrido por corrente i:

E P t E U i t 220 0,5 2 220 W h

E 0,22 kWh.




Dados nominais fornecidos no enunciado:

U 200V P 60w

A partir destes dados, temos:

3E P t 15.10 k 4 hΔ ω neste resistor é dada por:

2 2U 100 3.10000P

2000R 2000

3

30P P 15w

2

A energia consumida em 4 horas é dada por:

3E P t 15.10 kw 4 hΔ

E 0,06kwh


[C]

Dados: Pf = 4.400 W; fΔt = 15 min; Pc = 1.000 W

Para um mesmo consumo de energia, temos:

c cf c f f c c f

f

f

P t 4.400 15E E P t P t t

P 1.000

t 66 min.

ΔΔ Δ Δ

Δ

Resposta da questão 7: [B] Nas baterias, ocorrem reações químicas, gerando energia elétrica, que é transformada em energia sonora. Resposta da questão 8:

[B]

A potência de cada lâmpada de LED é P V.i 120x01 12W.

A economia por lâmpada trocada é P 100 12 88W.Δ

Como as lâmpadas são 10000 e ficam ligadas 10h por dia, a economia total anual será:

9 6W 10.000x88x360 3,2x10 Wh 3,2x10 kWh.

A economia em reais será: 6 6C 3,2x10 x0,5 R$ 1,6x10 .Δ




[C]

Dados: U = 100 106 V; Q = 10 C; 1 J = 3 10

-7 kWh.

6 9 9 7 kW hE U Q 100 10 10 10 J E 10 J 3 10 .

J

E 300 kW h.

Δ Δ

Δ

Resposta da questão 10: [B]

Dados: M = 300 g; R = 12 ; I = 10 A; c = 1 cal/g°C; LV = 540 cal/g; 1 cal = 4,2 J. A quantidade de calor necessária para o processo é:

sensível latente VM 300

Q Q Q Q M c L 300 1 100 20 540 3 3

Q 78.000 cal 327.600 J.

Δθ

Mas:

2

Q Q Q 327.600P t t t 273 s

t P 12 100R I

t 4 min e 33 s.

Δ Δ ΔΔ

Δ


[E] O chuveiro elétrico apresenta um RESISTOR que possui uma resistência elétrica. O que aquece a água é o calor liberado no resistor pela passagem de corrente elétrica. A esse fenômeno damos o nome de Efeito Joule. Resposta da questão 12:

[B] A potência transmitida é a mesma nos dois casos:

2 1 21 2 1 1 2 2

1 2 1

i U i750P P U i U i 25.

i U 30 i

Considerando que a resistência elétrica seja a mesma para as duas correntes, as potências elétricas dissipadas por efeito Joule nos dois casos são:

1 2 2

2 1

1 12

22 2d 1 2d d2 2

d d22d 1 d1d 2

2 1

P R i P Pi i 25 P 625 P

P i PiP R i

E 625 E .

Resposta da questão 13: [D]

Dados: P = 1.100 W; t = 1 h e 40 min = 6.000 s.

6E P t 1.100 6.000 6,6 10 J.



Resposta da questão 14: Gabarito Oficial: [C] Gabarito SuperPro®: [D]

2 2

5

U 240E P t E t 2 3.600

R 576

E 7,2 10 J.

Δ Δ Δ Δ

Δ


[C] A substituição resultou em uma diminuição de potência de:

P (10 60 2 100) 12 25 500W 0,5kW

Esta troca resultou em uma diminuição de consumo de:

E EP 0,5 E 60kWh

t 4x30

O que representa um percentual de: 60

100 25%240

Resposta da questão 16: [A]

Dados: U = 120 V; i = 0,5 A; t = 4 h = 14.400 s e 1 cal = 4 J. Calculando a energia total consumida pela lâmpada em 4 h:

EP E = P t U i t

t

E = 120 (0,5) (14.400) = 864.000 J.

Se 10% dessa energia são transformados em energia luminosa, 90% são transformados em energia térmica (calor). Calculando essa quantidade de calor (Q)

Q = 0,9 E = 0,9 (864.000) = 777.600 J. Como 1 kcal = 4.000 J, temos:

777.600Q

4.000 Q = 194,4 kcal.

Resposta da questão 17: [E]

P 25J / s 25W 0,025kW

W WP 0,025 18kWh

t 30x24Δ

1kWh R$0,50

18kWh X

X R$9,00 .




01 + 02 + 04 + 08 + 16 = 31 01) Correta. A potência dissipada é:

Pd, = R i2 = 75 (2)

2 Pd = 300 W.

02) Correta. E = Pd t = 300 (1,4 60) E = 25.200 J. 04) Correta. A ddp (U)nos terminais é dada pela 1ª lei de Ohm:

U = R i = 75 (2) U = 150 V. 08) Correta. Calculando a massa de gelo que funde, transformando em água:

E = Q = m Lf 25.200 = m (80 4,2) m = 75 g. Como a massa inicial de gelo é 0,2 kg = 200 g, restam 125 g de gelo. 16) Correta. Como no final há uma mistura de água e gelo, a temperatura de equilíbrio é 0 °C. Resposta da questão 19:

[D]

Dados: U = 12 V; i = 100 A; t = 1 min = 60 s. Da relação entre potência elétrica e energia:

E = P t = U i t = (12) (100) (60) = 72.000 J = 7,2 104 J.

Resposta da questão 20: [D]

Dados: P = 20 W = 0,02 W; t = 365 23 = 8.395 h; 1 kWh R$ 0,40. O consumo anual de energia é:

Cen = P t = 0,02 (8.395) = 167,9 kWh.

Custo = 167,9 (0,40) R$ 67,00. Resposta da questão 21:

a) Não é possível calcular a máxima corrente que o disjuntor pode suportar, pois não é fornecida a potência de desarme. O que o examinador está querendo pedir (mas não pediu) é a máxima corrente que atravessa o disjuntor, quando todos os aparelhos da residência estão ligados.

Dados: P = 7,2 kW = 7.200 W; U = 120 V.

P 7.200P U i i i 60 A.

U 120

b) Da expressão da potência:

EP E P t.

t

Como a potência não é constante, calculamos a energia consumida pela área destacada no gráfico dado. Só há consumo de energia entre 6h e 8h e entre 18h e 22h. Assim, o consumo diário é:

E 2 4 2 6 2 2 E 24 kWh.

c) O preço a pagar (p) por um mês de consumo, considerando que esse consumo diário se

mantenha é:

p 24 30 0,50 p R$360,00 .




[E] Fazendo as leituras:

Atual 2.783 kWh;

Mês passado 2.563 kWh. O consumo mensal (C) corresponde à diferença entre as leituras C = 2.783 – 2.563 = 220 kWh. O valor a ser pago (V) é, então:

V = 220 0,20 = R$ 44,00. Resposta da questão 23:

[B]

Resolução

ALTERNATIVA A

Se uma chocadeira necessita de quatro lâmpadas, 150 chocadeiras usarão 600 lâmpadas.

Pela potência da lâmpada e tempo de uso diário 600.40W.24h = 576000 Wh = 576 kWh

ALTERNATIVA B

Correta

ALTERNATIVA C

A energia eólica é renovável.

ALTERNATIVA D

Com a ligação em paralelo existe a garantia de cada chocadeira receba a tensão de trabalho

correta. Se a ligação por em série a tensão total será distribuída entre as chocadeiras e desta

forma cada uma receberá apenas uma fração do que é necessário.

ALTERNATIVA E

Se ligarmos as chocadeiras em série precisaremos de uma tensão total que deverá ser um múltiplo inteiro de 120 V. O valor 220 V não tem esta propriedade. Resposta da questão 24:

[A] Se a lâmpada fluorescente gasta 75% a menos que a incandescente, então ela gasta apenas

25% do que gasta a incandescente, ou seja, o consumo reduz-se a 25% ou a ¼ .

Sob mesma tensão, a corrente é diretamente proporcional a potência (P = U i) .

Como reduz-se a potência a ¼, a corrente também é reduzida a ¼, podendo ser quadruplicada a quantidade de lâmpadas. Ou seja, o fusível suporta até 24 lâmpadas fluorescentes




pela definição de densidade, ou seja, a razão entre a massa e volume, temos:

d =

33m 810.10

1800 V 450mV V

a potência dos aparelhos foi declarada no texto da questão e são reapresentadas na tabela

a seguir. Na mesma tabela foram calculados os tempos de uso destes equipamentos em horas,

para um mês de 30 dias. A energia transformada ou consumida nos termos das empresas

distribuidoras é calculada multiplicando-se a potência pelo tempo de uso. Com efeito se P =

E/t E = P.t. Se a potência P estiver em kW e o tempo de uso, t, estiver em horas, o

produto fornecerá a energia consumida em kWh. O maior consumidor dos três aparelhos, com

66 kWh no período foi o chuveiro.

Aparelhos Potência (W) Uso mensal (h) Energia (kWh)

Refrigerador 110 W 10 h . 30 = 300 h ∆ε = (110 · 10

–3 kW) · 300 h = 33

kWh

Chuveiro 2200 W 4 · 15 min = 60 min = 1h

1h · 30 = 30 h

∆ε = (2200 · 10–3

kW) · 30 h = 66

kWh

Computador 90 . 2 = 180 W 5 · 30 = 150h ∆ε = (90 · 10

–3 kW) · 150 h = 27

kWh

Como o chuveiro utiliza ddp de 220 V e os demais 110 V e também porque conhecemos a

potência de cada componente podemos calcular a corrente de operação de cada componente.

Da teoria sabemos que P = U.i, onde P é a potência, U é a ddp e i é a corrente. A tabela a

seguir demonstra isto. A corrente total será a soma das correntes dos aparelhos e do sistema

de iluminação.

Aparelhos Potência d.d.p. (U) Corrente elétrica

Refrigerador 110 W 110 V 110 = 110i i = 1 A

Chuveiro 2200 W 220 V 2200 = 220i i = 10 A

Computador 180 W 110 V 180 = 110i i = 1,63 A

Iluminação 590 W 110 V 590 = 110i i = 5,36 A

A energia obtida com um gerado da usina eólica, para um mês, é E = P.t = 220

kW.(24h.30) = 1,44.105 kWh. O consumo familiar é de 150 kWh para um mês e desta forma

pode-se calcular o número de famílias atendidas 1,44.105/150 = 960 famílias.


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