ENEM36

Eletrodinâmica

Corrente elétrica – Energia elétrica – Potência elétrica

01-(ENEM-MEC)

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;

Tendo por base os esquemas mostrados, em quais casos a lâmpada ascendeu?

A. (1), (3), (6)

B. (3), (4), (5)

C. (1), (3), (5)

D. (1), (3), (7)

E. (1), (2), (5)

02-(ENEM-MEC)

A distribuição média, por tipo de equipamento, do consumo de energia elétrica nas residências no Brasil é apresentada no gráfico.

Em associação com os dados do gráfico, considere as variáveis:

I. Potência do equipamento.

II. Horas de funcionamento.

III. Número de equipamentos.

O valor das frações percentuais do consumo de energia depende de

03-(ENEM-MEC)

Entre as inúmeras recomendações dadas para a economia de energia elétrica em uma residência, destacamos as seguintes:

- Substitua lâmpadas incandescentes por fluorescentes compactas.- Evite usar o chuveiro elétrico com a chave na posição "inverno" ou "quente".

- Acumule uma quantidade de roupa para ser passada a ferro elétrico de uma só vez.

- Evite o uso de tomadas múltiplas para ligar vários aparelhos simultaneamente.

- Utilize, na instalação elétrica, fios de diâmetros recomendados às suas finalidades.

A característica comum a todas essas recomendações é a proposta de economizar energia através da tentativa de, no dia-a-dia, reduzir

a) a potência dos aparelhos e dispositivos elétricos.

b) o tempo de utilização dos aparelhos e dispositivos.

c) o consumo de energia elétrica convertida em energia térmica.

d) o consumo de energia térmica convertida em energia elétrica.

e) o consumo de energia elétrica através de correntes de fuga.

04-(ENEM-MEC)

"...O Brasil tem potencial para produzir pelo menos 15 mil megawatts por hora de energia a partir de fontes alternativas”.

Somente nos Estados da região Sul, o potencial de geração de energia por intermédio das sobras agrícolas e florestais é de 5.000 megawatts por hora.

Para se ter uma idéia do que isso representa, a usina hidrelétrica de Ita, uma das maiores do país, na divisa entre o Rio Grande do Sul e Santa Catarina, gera 1.450 megawatts de energia por hora."

Esse texto, transcrito de um jornal de grande circulação, contém, pelo menos, UM ERRO CONCEITUAL ao apresentar valores de produção e de potencial de geração de energia. Esse erro consiste em

a) apresentar valores muito altos para a grandeza energia.

b) usar unidade megawatt para expressar os valores de potência.

c) usar unidades elétricas para biomassa.

d) fazer uso da unidade incorreta megawatt por hora.

e) apresentar valores numéricos incompatíveis com as unidades.

05-(ENEM-MEC)

Observe a tabela seguinte. Ela traz especificações técnicas constantes no manual de instruções fornecido

pelo fabricante de uma torneira elétrica. Considerando que o modelo de maior potência da versão 220 V da torneira suprema foi inadvertidamente conectada a uma rede com tensão nominal de 127 V, e que o aparelho está configurado para trabalhar em sua máxima potência. Qual o valor aproximado da potência ao ligar a torneira?

06-(ENEM-MEC)

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

Exercícios com características de ENEM

07- (UFSM-RS)

Uma das aplicações dos raios X é na observação dos ossos do corpo humano.

Os raios X são obtidos quando elétrons emitidos por um filamento aquecido são acelerados por um campo elétrico e atingem um alvo metálico com velocidade muito grande. Se 1,0.10¹⁸ elétrons (e=1,6.10^-19C) atingem o alvo por segundo, a corrente elétrica no tubo, em A, é de:

08-(UNIFESP-SP)

Num livro de eletricidade você encontra três informações: a primeira afirma que isolantes são corpos que não permitem a passagem da corrente elétrica; a segunda afirma que o ar é isolante e a terceira

afirma que, em média, um raio se constitui de uma descarga elétrica correspondente a uma corrente de 10000 ampères que atravessa o ar e desloca, da nuvem à Terra, cerca de 20 coulombs. Pode-se concluir que essas três informações são

a) coerentes, e que o intervalo de tempo médio de uma descarga elétrica é de 0,002 .

b) coerentes, e que o intervalo de tempo médio de uma descarga elétrica é de 2,0 s.

c) conflitantes, e que o intervalo de tempo médio de uma descarga elétrica é de 0,002 s.

d) conflitantes, e que o intervalo de tempo médio de uma descarga elétrica é de 2,0 s.

e) conflitantes, e que não é possível avaliar o intervalo de tempo médio de uma descarga elétrica.

09-(FUVEST-SP)

Medidas elétricas indicam que a superfície terrestre tem carga elétrica total negativa de, aproximadamente, 600.000 coulombs.

Em tempestades, raios de cargas positivas, embora raros, podem atingir a superfície terrestre. A corrente elétrica desses raios pode atingir valores de até 300.000A. Que fração da carga elétrica da Terra poderia ser compensada por um raio de 300.000A e com duração de 0,5s?

10-(UPE-PE)

A corrente de 0,3 A que atravessa o peito pode produzir fibrilação (contrações excessivamente

rápidas das fibrilas musculares) no coração de um ser humano, perturbando o ritmo dos batimentos cardíacos com efeitos possivelmente fatais. Considerando que a corrente dure 2,0 min, o número de elétrons que atravessam o peito do ser humano vale --- carga do elétron= 1,6 x10^-19C

11-(UFPE-PE)

O gráfico mostra a variação da corrente elétrica I, em ampère, num fio em função do tempo t, em segundos.

Qual a carga elétrica, em coulomb, que passa por uma seção transversal do condutor nos primeiros 4,0 segundos?

12-(UECE-CE)

Uma bateria de 12 V de tensão e 60 A.h de carga alimenta um sistema de som, fornecendo a esse

sistema uma potência de 60 W. Considere que a bateria, no início, está plenamente carregada e alimentará apenas o sistema de som, de maneira que a tensão da bateria permanecerá 12 V até consumir os 60 A.h de carga. O tempo Máximo de funcionamento ininterrupto do sistema de som em horas é:

13-(UFJF-MG)

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.

O valor máximo de corrente que o disjuntor pode suportar, a energia em kWh consumida ao longo de um dia nessa residência e o preço a pagar por um mês de consumo, se o 1kWh custa R$ 0,50, são, respectivamente:

a) 20 A, 30kWh e R$360,00

b) 60 A, 24kWh e R$360,00

c) 24 A, 60kWh e R$240,00

d) 50 A, 12kWh e R$120,00

e) b) 60 A, 24kWh e R$240,00

14-(PUC-RJ)

Os chuveiros elétricos de três temperaturas são muito utilizados no Brasil. Para instalarmos um chuveiro é necessário escolher a potência do chuveiro e a tensão que iremos utilizar na nossa instalação elétrica.

Desta forma, se instalarmos um chuveiro de 4.500 W utilizando a tensão de 220 V, nós podemos utilizar um disjuntor que aguente a passagem de 21 A. Se quisermos ligar outro chuveiro de potência de 4.500 W em uma rede de tensão de 110 V, qual deverá ser o disjuntor escolhido?

15- (UNIFOR-CE)

A nossa matriz energética é eminentemente de origem hidráulica. As nossas usinas, como Itaipú, Sobradinho, Paulo Afonso e Tucuruí, estão localizadas a grandes distâncias dos centros

consumidores de energia, fazendo necessária a transmissão de energia através de extensas linhas. A escolha por esse tipo de transmissão, em alta tensão e corrente alternada de baixa intensidade, ocorre porque:

I. A transmissão de grande potência em baixa tensão e corrente de baixa intensidade é economicamente viável.

II. A transmissão em corrente de alta intensidade e baixa tensão demandaria uma grande perda de potência devido ao aquecimento das linhas de transmissão.

III. A transmissão em corrente alternada permite o abaixamento simplificado da tensão através de transformadores nas estações abaixadoras dos centros consumidores.

a) I, apenas.

b) II, apenas.

c) III, apenas.

d) I e III, apenas.

e) II e III, apenas.

Resolução Comentada

Eletrodinâmica

Corrente elétrica – Energia elétrica – Potência elétrica

01-(ENEM-MEC)

Para você acender a lâmpada ela deve ser submetida a uma diferença de potencial (tensão, voltagem) e, consequentemente percorrida por corrente elétrica --- os dois pólos da lâmpada são a parte

inferior da rosca (ponto I) e a parte lateral da lâmpada (ponto L) --- os dois polos da pilha estão indicados na figura --- para que a lâmpada acenda o ponto L deve estar ligados a um dos pólos da pilha e o ponto I da lâmpada ao outro polo da pilha, o que ocorre nas situações 1, 3 e 7 --- R- D.

02-(ENEM-MEC)

Quanto maior o número de equipamentos elétricos, maior o consumo de energia (III) --- observe na expressão W=Po.Δt que o consumo de energia W depende também da potência do equipamento Po (I) e do tempo Δt de funcionamento (II) --- R- E

03-(ENEM-MEC)

Observe que em cada uma das recomendações você está tentando diminuir o efeito Joule, ou seja, a transformação de energia elétrica em térmica --- R- C

04-(ENEM-MEC)

A energia elétrica é expressa por W=Po.Δt, medida em megawatts.hora (MW.h) e não megawatts por hora (MW/h) --- R- D

05-(ENEM-MEC)

Observe na tabela que na versão U=220V, a potência máxima da torneira é de P=5500W --- cálculo da resistência R da torneira, quando está funcionando na potência máxima --- P=U^2/R --- 5500=(220)²/R --- R=8,8Ω --- quando você ligar essa torneira de R=8,8Ω na tensão nominal de U’=127V, a nova potência elétrica dissipada será --- P’=U’²/R=(127)²/8,8 --- P’=1830W --- R- A.

06-(ENEM-MEC)

O relógio indicou um consumo de 2.563 kwh no mês anterior e de 2.783 kwh na última leitura --- a diferença entre essas duas medidas determina um consumo de 220 kwh no período de um mês --- regra de três --- 1 kwh - R$ 0,20 --- 220 kwh – C --- C=0,20x220 --- C= R$ 44,00 --- R- E

07- (UFSM-RS)

Se você não domina a teoria, leia-a atentamente a seguir:

Corrente elétrica (i) --- Num fio metálico condutor, os elétrons livres não estão em repouso e seus movimentos são totalmente desordenados. Para orientá-los estabelece-se entre dois pontos desse condutor uma diferença de potencial (ddp), que origina um campo elétrico (), responsável pela orientação do movimento desses elétrons livres. Sendo a carga de um elétron negativa, eles se movem em sentido contrário ao do campo elétrico. Observe na figura, que, devido à diferença de

potencial (V_A – V_B), os elétrons livres (portadores de carga) são repelidos pelo pólo negativo , de potencial V_B da bateria (gerador) e atraídos pelo pólo positivo V_A, deslocando-se no sentido anti-horário.

Sentido da corrente elétrica – por convenção, o sentido da corrente elétrica é contrário ao sentido do movimento dos portadores de carga negativa. Assim, num condutor sólido, o sentido da corrente elétrica é contrário

ao do movimento dos elétrons livres, nos líquidos, contrário ao movimento dos íons negativos e nos gases, contrário ao do movimento dos elétrons.

Intensidade da corrente elétrica (i) – Seja um condutor metálico de seção transversal S, sendo percorrido por

uma corrente elétrica. Se, por S, passam n elétrons (portadores de carga) num intervalo de tempo (Δt), o módulo da carga elétrica total (Q) que flui por S nesse intervalo de tempo será --- Q=n.e --- onde e é o módulo da carga elétrica elementar (de um elétron) e n é um número inteiro.

Define-se a intensidade de corrente elétrica como sendo a grandeza escalar --- i=Q/Δt. Esta expressão fornece a intensidade média de corrente elétrica mas também pode medir corrente elétrica constante.

A unidade de corrente elétrica no SI é o ampère ( em homenagem ao físico e matemático francês André Marie Ampère “1775-1836”), de símbolo A.

I=Q/Δt --- 1 ampère=1 coulomb/1 segundo --- 1A=1C/1s

No exercício --- Q=n.e=1018.1,6.10-19 --- Q=1,6.10-1C --- i=Q/Δt=0,16/1 --- i=0,16 A --- R- C

08-(UNIFESP-SP)

A primeira afirmação é correta e a segunda é falsa, pois o ar pode ser condutor conforme a terceira afirmativa --- i=Q/Δt --- 10.000=20/Δt --- Δt=20/10.000=0,002s --- R- C

09-(FUVEST-SP)

i=Q/Δt --- 300.000=Q/0,5 --- Q=150.000C --- fração f=Q/QTerra=150.000/600.000 --- f=1/4 --- R- C

10-(UPE-PE)

i=ΔQ/Δt --- 0,3= ΔQ/120 --- ΔQ=36C --- Q=n.e --- 36=n.1,6.10-19 --- n=2,25.1020 elétrons --- R- E

11-(UFPE-PE)

Em todo gráfico corrente elétrica x tempo a carga elétrica Q é numericamente igual à área

compreendida entre a reta representativa e o eixo do tempo (figura) --- área de um trapézio --- Q=(B + b).h/2=(4 + 1).4/2 --- Q=10C

R- B.

12-(UECE-CE)

Cálculo da corrente elétrica fornecida pela bateria --- P=iU --- 60=i.12 --- i=5 A --- a carga Q fornecida pela bateria é a mesma que o sistema de som recebe, fornecendo 5 A de corrente durante --- i=Q/Δt --- 5= 60/Δt --- Δt=60/5 --- Δt=12h --- R- C

13-(UFJF-MG)

P=iU --- 7.200=i.120 --- i=60 A --- Wtotal=4kW.2h + 6kW.2h + 2kW.2h --- W_total=24kWh --- W=24.30 =720kWh --- preço --- p=720.0,5 --- p=R$ 360,00 --- R- B.

14-(PUC-RJ)

Dados: P = 4.500 W --- U = 110 V --- P = i U --- i = P/U=4.500/110=40,9 A --- portanto o disjuntor escolhido deverá ser o de 45 A, que é o valor mais próximo do acima do calculado --- R- C

15- (UNIFOR-CE)

A tensão alternada produzida pelos geradores na usina hidrelétrica é relativamente baixa. Assim, para que se possa abastecer diferentes centros utilizando linhas de transmissão, essa tensão é aumentada até centenas ou milhares de kV por meio de transformadores. Ao atingir os centros de consumo, a tensão é reduzida, por exemplo, a algumas dezenas de kV, pelos transformadores das subestações e distribuída para o público. A tensão de transmissão é elevada e a corrente diminuída porque assim se podem utilizar fios condutores mais finos (mais leves, mais baratos) já que, para que a potência seja a mesma (P=Ui) se você aumentar a tensão (U) você deve diminuir a corrente i.

R- E