Vamos lembrar que quando falamos em potência, estamos nos referindo à rapidez na transformação da energia. Na Eletrodinâmica, teremos a seguinte fórmula

Potência e Energia Elétrica: Exercícios resolvidos

Nesta aula, vamos resolver juntos algumas questões sobre potência e energia elétrica. Antes, no entanto, vamos revisar alguns conceitos e fórmulas importantes. Acompanhe!

Potência e energia elétrica

Vamos lembrar que quando falamos em potência, estamos nos referindo à rapidez na transformação da energia. Na Eletrodinâmica, teremos a seguinte fórmula:

Nesta mesma fórmula, podemos isolar a energia elétrica. Assim teremos:

Eel = Pot . Δt

Quando não soubermos a potência de um aparelho bipolo, precisaremos da ddp (diferença de potencial ou tensão):

Pot = U . i

Já quando nos depararmos com um resistor, podemos utilizar:

P = R . i²


Exercícios sobre potência e energia elétrica

Questão 1

(UFRRJ) Um chuveiro, quando ligado a uma diferença de potencial constante de 110 V, desenvolve uma potência de 2.200 W. Esse mesmo chuveiro fica ligado nessa d.d.p. todos os dias durante apenas 20 minutos. Nesse caso:

a) qual é a energia, em joules, consumida pelo chuveiro durante 10 minutos?

Quando a questão nos pedir uma resultado em joule, lembre-se de que joule é igual a w.s. Portanto, tudo o que estiver em minutos deve ser convertido.

Sendo assim:

E = P . Δt

E = 2200 . 600

E = 1320000 = 1,32.106 J

b) se 1 kWh custa R$0,20 (vinte centavos), qual é a despesa em reais com esse chuveiro durante um mês (30 dias)?

Temos que calcular a energia em kWh. Deixarei as unidades para facilitar a compreensão. Veja:

E = P . Δt

E = 2,2 . 5 = 11 KWh

Para calcular o custo, basta multiplicar pelo preço: 11 . 0,2 = R$ 2,20


Questão 2

Um chuveiro de resistência constante foi fabricado para funcionar em Santa Catarina, a uma diferença de potencial de 220V e potência de 6000W. Se o mesmo chuveiro for, por engano, ligado a um diferença de potencial de 110V, qual será sua nova potência?

Quando ligado um chuveiro na tomada, a ddp geralmente é constante. Porém, quando trocamos de tomada, a energia que ele dissipa não é a mesma. E como um chuveiro elétrico é um resistor, vamos usar:

Então, primeiro a questão nos disse que a potência era 6000:

Só que o chuveiro foi ligado em uma ddp de 110 e queremos descobrir a nova potência:

Veja que 220 é o dobro de 110. Então, podemos isolar a resistência e igualar as duas fórmulas:

4P = 6000

P = 1500 W


Questão 3

(UFJF) Um computador é ligado a um no-break, que, basicamente, é um sistema armazenador de energia. Quando falta energia elétrica, o no-break entra em funcionamento, fazendo com que o computador permaneça funcionando por mais certo tempo. Determine o tempo máximo que o computador fica ligado, após faltar energia elétrica, sabendo que a potência do computador é de 500W (ou seja, 0,5 kW) e que a energia máxima do no-break é de 2 kWh.

a) 4h

b) 5h

c) 10h

d) 0,4h

e) 0,5h

RESOLUÇÃO:

Para essa questão, vamos usar:

No entanto, cuidado com as unidades. Veja que temos 500 W e 2 kWh e queremos descobrir o tempo. Então, temos que transformar o ‘k’:

Δt = 4 horas

RESPOSTA: A


Questão 4

(UFPE) Um chuveiro elétrico funciona a uma potência de 3600W. Qual o consumo mensal de energia em kwh, se ele é usado durante 15 minutos diariamente? Considere o mês com 30 dias.

a) 27

b) 25

c) 23

d) 21

e) 19

RESOLUÇÃO:

Direto:

E = P . Δt

Veja que a questão nos pede em kWh, ou seja, dividir a potência por 1000. A conversão deve ser feita de minutos para horas e multiplicado por 30 dias:

E = 27 kWh

RESPOSTA: A


Questão 5

(Fatec) No anúncio promocional de um ferro de passar roupas a vapor, é explicado que, em funcionamento, o aparelho borrifa constantemente 20 g de vapor de água a cada minuto, o que torna mais fácil o ato de passar roupas. Além dessa explicação, o anúncio informa que a potência do aparelho é 1440 W e que sua tensão de funcionamento é de 110 V.

Jorge comprou um desses ferros e, para utilizá-lo, precisa comprar também uma extensão de fio que conecte o aparelho a uma única tomada de 110 V disponível no cômodo em que passa roupas. As cinco extensões que encontra à venda suportam as intensidades de correntes máximas de 5 A, 10 A, 15 A, 20 A e 25 A, e seus preços aumentam proporcionalmente às respectivas intensidades.

Sendo assim, a opção que permite o funcionamento adequado de seu ferro de passar em potência máxima, sem danificar a extensão de fio e que seja a de menor custo para Jorge, será a que suporta o máximo de

a) 5 A

b) 10 A

c) 15 A

d) 20 A

e) 25 A

RESOLUÇÃO:

Vamos reunir os dados que temos:

P = 1440 W

U = 110 V

A única coisa que vamos usar de todas as informações dadas é que:

P = U . i

1440 = 110 . i

i ≅ 13,1 A

RESPOSTA: C


Questão 6

(IFBA) Um disjuntor é um dispositivo eletromecânico destinado a proteger circuitos contra a sobrecarga e o superaquecimento. Pretende-se dimensionar um disjuntor para proteger um ambiente cuja rede elétrica fornece uma tensão de 120 V e possui uma lâmpada de 60 W, um ar condicionado de 1000 W e um computador de 140 W. Este ambiente ficará mais bem protegido, considerando-se a tolerância de 30%, com um disjuntor de:

a) 30 A

b) 22 A

c) 20 A

d) 13 A

e) 10 A

RESOLUÇÃO:

Veja que temos que calcular a potência total que o circuito tem que aguentar e considerar 30% a mais.

Lembre-se de que para calcular a potência total, basta somar todas as potências que temos:

P = 60 + 1000 + 140

P = 1200 W

Como queremos saber o disjuntor que precisamos, temos que calcular a potência que o sistema precisa:

P = U . i

1200 = 120 . i

i = 10 A

Não se esqueça da tolerância de 30%:

RESPOSTA: D


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