Entenda o que é potência elétrica e treine para as provas com questões do Enem e de vestibulares! São 10 exercícios com gabarito para você testar seus conhecimentos!
Questões envolvendo eletricidade são comuns na prova de Ciências da Natureza no Enem e também nos vestibulares. Por isso preparamos uma lista de exercícios sobre potência elétrica e um resumo para você relembrar do conteúdo!
Resumo sobre potência
Assim como na mecânica, definimos potência como sendo a energia total de um sistema dividida pelo tempo de produção ou gasto dessa energia. No caso da eletricidade, a potência elétrica de um circuito é a razão entre a energia elétrica pelo tempo de produção ou gasto da energia dentro de um circuito.
Em outras palavras, potência elétrica é a transformação de energia elétrica em algum outro tipo de energia. Pode ser energia mecânica (no caso de um ventilador, por exemplo) ou até mesmo uma energia térmica (como no caso dos fornos elétricos).
A fórmula para calcular a potência elétrica é a seguinte:
Sendo que:
- P = potência (W)
- ΔE = energia elétrica (J)
- Δt = intervalo de tempo (s)
A energia elétrica (ΔE) de um circuito é o produto da ddp (diferença de potencial) pela quantidade de carga transportada: ΔE = U. Δq. Portanto, podemos escrever nossa equação de potência como:
Sendo que:
- Δq = carga elétrica (C)
- U = diferença de potencial (V)
Sabemos que podemos determinar a corrente (i) da seguinte maneira:
Portanto, P = U . i.
Temos ainda outras formas de calcular potência. Podemos, por exemplo, substituir a tensão U, pois U = R.i, ou ainda substituir a corrente i, pois i = U/R. Com isso teremos:
Lembre-se que:
- i = corrente elétrica (A)
- R = resistência (Ω)
Desta forma, temos que a potência elétrica fornecida para um circuito é o produto da ddp pela corrente elétrica. Lembre-se que a unidade utilizada no SI para potência é o watt (W).
Videoaula
Para ver exemplos de como calcular a potência elétrica, assista à videoaula do professor Marcelo! E não esqueça que logo depois dos exercícios sobre potência tem mais um vídeo com resolução de exercícios!
Exercícios sobre potência elétrica
Teste os seus conhecimentos sobre potência elétrica com questões do Enem e dos vestibulares. Se ficar com dúvidas, confira o vídeo do professor Marcelo que está no final da lista de exercícios.
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1. Pergunta
Um estudante, precisando instalar um computador, um monitor e uma lâmpada em seu quarto, verificou que precisaria fazer a instalação de duas tomadas e um interruptor na rede elétrica. Decidiu esboçar com antecedência o esquema elétrico.
“O circuito deve ser tal que as tomadas e a lâmpada devem estar submetidas à tensão nominal da rede elétrica e a lâmpada deve poder ser ligada ou desligada por um interruptor sem afetar os outros dispositivos” – pensou.
Símbolos adotados:
Qual dos circuitos esboçados atende às exigências?
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2. Pergunta
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?
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3. Pergunta
A eficiência das lâmpadas pode ser comparada utilizando a razão, considerada linear, entre a quantidade de luz produzida e o consumo. A quantidade de luz é medida pelo fluxo luminoso, cuja unidade é o lúmen (Im). O consumo está relacionado à potência elétrica da lâmpada que é medida em watt (W). Por exemplo, uma lâmpada incandescente de 40W emite cerca de 600 Im, enquanto uma lâmpada fluorescente de 40 W emite cerca de 3000 Im.
Disponível em http://tecnologia.terra.com..br.
Acesso em: 29 fev. de 2012 (adaptado).A eficiência de uma lâmpada incandescente de 40 W é
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4. Pergunta
Um curioso estudante, empolgado com a aula de circuito elétrico que assistiu na escola, resolve desmontar sua lanterna. Utilizando-se da lâmpada e da pilha, retiradas do equipamento, e de um fio com as extremidades descascadas, faz as seguintes ligações com a intenção de acender a lâmpada:
GONÇALVES FILHO, A.; BAROLLI, E. Instalação Elétrica: investigando e aprendendo
Tendo por base os esquemas mostrados, em quais casos a lâmpada acendeu?
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5. Pergunta
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.
Uma pessoa adquiriu um chuveiro do modelo A e, ao ler o manual, verificou que precisava ligá-lo 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 B devia possuir amperagem 40% menor.
Considerando-se os chuveiros de modelos A e B, funcionando à mesma potência de 4 400 W, a razão entre as suas respectivas resistências elétricas, RA e RB que justifica a diferença de dimensionamento dos disjuntores, é mais próxima de:
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6. Pergunta
O chuveiro elétrico é um dispositivo capaz de transformar energia elétrica em energia térmica, o que possibilita a elevação da temperatura da água. Um chuveiro projetado para funcionar em 110V pode ser adaptado para funcionar em 220V, de modo a manter inalterada sua potência.
Uma das maneiras de fazer essa adaptação é trocar a resistência do chuveiro por outra, de mesmo material e com o(a)
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7. Pergunta
Medir temperatura é fundamental em muitas aplicações, e apresentar a leitura em mostradores digitais é bastante prático. O seu funcionamento é baseado na correspondência entre valores de temperatura e de diferença de potencial elétrico. Por exemplo, podemos usar o circuito elétrico apresentado, no qual o elemento sensor de temperatura ocupa um dos braços do circuito (RS) e a dependência da resistência com a temperatura é conhecida.
Para um valor de temperatura em que RS = 100 Ohms, a leitura apresentada pelo voltímetro será de
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8. Pergunta
Um eletricista projeta um circuito com três lâmpadas incandescentes idênticas, conectadas conforme a figura. Deseja-se que uma delas fique sempre acesa, por isso é ligada diretamente aos polos da bateria, entre os quais se mantém uma tensão constante. As outras duas lâmpadas são conectadas em um fio separado, que contém uma chave. Com a chave aberta (desligada), a bateria fornece uma potência X.
Assumindo que as lâmpadas obedeçam à Lei de Ohm, com a chave fechada, a potência fornecida pela bateria, em função de X, é:
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9. Pergunta
Para ligar ou desligar uma mesma lâmpada a partir de dois interruptores, conectam-se os interruptores para que a mudança de posição de um deles faça ligar ou desligar a lâmpada, não importando qual a posição do outro. Esta ligação é conhecida como interruptores paralelos. Este interruptor é uma chave de duas posições constituída por um polo e dois terminais, conforme mostrado nas figuras de um mesmo interruptor. Na Posição I a chave conecta o polo ao terminal superior, e na Posição II a chave o conecta ao terminal inferior.
O circuito que cumpre a finalidade de funcionamento descrita no texto é:
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10. Pergunta
Um eletricista analisa o diagrama de uma instalação elétrica residencial para planejar medições de tensão e corrente em uma cozinha. Nesse ambiente existem uma geladeira (G), uma tomada (T) e uma lâmpada (L), conforme a figura. O eletricista deseja medir a tensão elétrica aplicada à geladeira, a corrente total e a corrente na lâmpada.
Para isso, ele dispõe de um voltímetro (V) e dois amperímetros (A).
Para realizar essas medidas, o esquema da ligação desses instrumentos está representado em:
