Potência elétrica – Energia elétrica – 2024
Potência elétrica – Energia elétrica
Energia
Normalmente o conceito e uso da palavra energia se referem à capacidade para executar trabalho ou realizar uma ação.
Pode ter várias formas: potencial, mecânica, química, eletromagnética, elétrica, térmica, etc.
O termo energia também pode designar as reações devido à uma determinada forma de trabalho, por exemplo, o calor, trabalho mecânico (movimento) ou luz.
Essas várias formas de energia podem ser realizados por uma fonte inanimada (por exemplo, motor, caldeira, refrigerador, alto-falante, lâmpada, chuveiro, ventilador) ou por um organismo vivo como, por exemplo, os músculos, a energia biológica, etc.
Energia elétrica
A energia elétrica ou eletricidade é o nome designado aos fenômenos em que estão envolvidas as cargas elétricas.
Todos os aparelhos elétricos necessitam de energia elétrica para funcionar.
Quando recebem essa energia, eles a transformam em outra forma de energia.
Assim, um ventilador transforma energia elétrica em energia mecânica e energia térmica;
uma lâmpada de filamento transforma energia elétrica em luminosa e térmica; um chuveiro elétrico transforma energia elétrica em térmica, etc.
Potência elétrica
Quanto maior for a quantidade de energia transformada numa dada unidade de tempo, maior será a potência do aparelho.
Portanto:
Define-se potência elétrica (
)como a razão entre a energia elétrica transformada ou transferida (W) e o intervalo de tempo (Δt) dessa transformação.
Observe na expressão acima que, quanto maior for a potência de um aparelho, maior será a quantidade de energia por ele dissipada.
Consumo de energia elétrica (W)
O joule (J) é uma unidade de energia elétrica muito pequena e, para medir o consumo de energia elétrica de residências, prédios, fábricas, etc.que são expressas por um número muito grande, na prática usa-se o quilowatt-hora (kWh), cuja relação com o joule é a seguinte 
Os medidores de energia elétrica e o respectivo consumo são expressos em kWh.
O que você deve saber, informações e dicas
Energia Elétrica
Potência Elétrica ()
Relação entre potência elétrica (), corrente elétrica (i) e diferença de potencial (tensão ou voltagem) (U)
Consumo de energia elétrica (kWh)
Em toda embalagem deve vir: Marca do fabricante, potência (W), tensão (V), eficiência
em lúmens por Watts (lm/W) e corrente eficaz (A).
Em toda embalagem deve vir: Marca do fabricante, potência (W), tensão (V), eficiência em
lúmens por Watts (lm/W) e corrente eficaz (A).
Exercícios de vestibulares com resolução comentada sobre
Potência elétrica – Energia elétrica
01- (UNICAMP - SP)
Considere os seguintes equipamentos operando na máxima potência durante uma hora:
uma lâmpada de 100W, o motor de um fusca, o motor de um caminhão, uma lâmpada de 40W, um ferro de passar roupa.
a) Qual das lâmpadas consome menos energia?
b) Que equipamento consome mais energia?
c) Coloque os cinco equipamentos em ordem crescente de consumo de energia.
Resolução:
a) Consome menos energia 
lâmpada de menor potência (40W)
b) Consome mais energia o de maior potência (caminhão)
c) Lâmpada de 40W, lâmpada de 100W, ferro elétrico, fusca e caminhão
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
a) I, apenas
b) II, apenas
c) I e II, apenas
d) I e III, apenas
e) I, II e III
03- (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 ideia do que isso representa, a usina hidrelétrica de Itá, 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.
Resolução:
R- D
04- (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.
Resolução:
Observe que em cada uma das recomendações você tentando diminuir o efeito Joule, ou seja, a diminuir a transformação de energia elétrica em energia térmica (calor) que é responsável pela alta no consumo de energia elétrica.
R- C
05- (UNIFESP - SP)
De acordo com um fabricante, uma lâmpada fluorescente cujos valores nominais são 11W / 127V
equivale a uma lâmpada incandescente de valores nominais 40W / 127V.
Essa informação significa que
a) ambas dissipam a mesma potência e produzem a mesma luminosidade.
b) ambas dissipam a mesma potência, mas a luminosidade da lâmpada fluorescente é maior.
c) ambas dissipam a mesma potência, mas a luminosidade da lâmpada incandescente é maior.
d) a lâmpada incandescente produz a mesma luminosidade que a lâmpada fluorescente, dissipando menos potência.
e) a lâmpada fluorescente produz a mesma luminosidade que a lâmpada incandescente, dissipando menos potência.
Resolução:
Segundo o fabricante, o fato de elas serem equivalentes significa que a quantidade de luminescência (luminosidade) de cada uma são iguais e, assim, como estão ambas ligadas em 127 V, aquela que possuir menor potência (fluorescente, 11 W) gasta (consome) menos energia que a outra.
R- E
06- (UFPE - PE)
Uma lâmpada especial tem uma curva de corrente versus diferença de potencial conforme indicado na figura.
Qual a potência que será dissipada, em watts, na lâmpada quando ela estiver submetida à diferença de potencial de 10 V?
Resolução:
Pelo gráfico, quando U = 10 V, i = 0,2 A
07- (FUVEST - SP)
O gráfico mostra a variação da corrente eficaz, em ampères, de um aquecedor elétrico que operou sob tensão eficaz de 120V, durante 400 minutos.
Se o custo da energia elétrica é de C$ 0,20 por quilowatt-hora, determine o custo, da energia cedida ao aquecedor durante os 400 minutos indicados.
Resolução:
Tensão e corrente eficaz:
Quando um equipamento elétrico é ligado nem toda essa corrente e tensão são absorvidos.
A parte que realmente é absorvida pelo equipamento é chamada de tensão e corrente eficaz.
Cálculo da carga elétrica total Q pela soma das áreas dos 4 retângulos do gráfico acima:
Q = (10.100 + 20.100 + 30.100 + 10.100) Q = 7.000 A.min = 7.000.60
Q = 420.000 C
Cálculo da energia elétrica (W) consumida W = Q.U = 420.000.120
W = 50.400.000 J
Regra de três:
Se o custo da energia elétrica é de C$ 0,20 por quilowatt-hora então o custo de
14 kWh será C$ = 14x0,20 C$ 2,80
08- (ENEM - MEC)
O custo de implantação de redes de transmissão aumenta linearmente com a distância da hidroelétrica, de modo que a partir de uma certa distância, o uso de energia solar fotovoltaica, que não depende da distância, é favorecido.
Assim, em regiões isoladas da Amazônia, como é muito caro levar energia elétrica produzida por
hidroelétricas através de redes de transmissão, o uso da energia solar fotovoltaica torna-se uma alternativa viável.
Dessa forma, o gráfico que representa qualitativamente os custos do uso de energia solar fotovoltaica (ESF) e da implantação de redes de transmissão (RT) em função da distância é
Resolução:
Como o custo de implantação de redes de transmissão (RT) aumenta linearmente com a distância da hidroelétrica que as produziu até a região de consumo esse aumento linear significa que a relação custo distância é diretamente proporcional, ou seja, aumentam proporcionalmente como uma função do primeiro grau cujo gráfico Custoxdistância é representado por uma reta inclinada ascendente (gráfico abaixo).
Já o uso de energia solar fotovoltaica (ESF), que não depende da distância, possui um valor fixo (constante) cujo gráfico está representado abaixo.
R- B
09- (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:
a) 08
b) 10
c) 12
d) 14
Resolução:
R- C
10- (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, 30 kWh e R$360,00
b) 60 A, 24 kWh e R$360,00
c) 24 A, 60 kWh e R$240,00
d) 50 A, 12 kWh e R$120,00
e) b) 60 A, 24 kWh e R$240,00
Resolução
R- B
11- (MEDICINA – USCS - SP)
Para carregar a bateria de um smartphone, foi utilizado um carregador que fornece uma diferença de potencial de 5,0 V e uma corrente elétrica de intensidade 2,0 A, supostamente constantes durante todo o processo de carga.
Resolução:
R- B
12- (UDESC - SC)
Considere que o valor médio do kWh é de R$ 0,50. Um chuveiro elétrico tem uma potência de
7000 W e uma lâmpada tem uma potência de 100 W.
Assinale a alternativa que corresponde, respectivamente, ao valor do consumo de energia, em 30 dias, de uma pessoa que fica em média 20 minutos tomando banho diariamente, e ao valor do consumo de uma lâmpada o dia inteiro ligada.
A. ( ) R$ 35,00 e R$ 36,00
B. ( ) R$ 14,00 e R$ 14,40
C. ( ) R$ 35,00 e R$ 14,00
D. ( ) R$ 14,00 e R$ 36,00
E. ( ) R$ 35,00 e R$ 14,40
Resolução:
R- A
13- (ACAFE – SC)
O quadro abaixo apresenta algumas informações de uma fatura da conta de energia elétrica de uma residência por um período de 30 dias.
Sabe-se que uma chaleira elétrica é utilizada todos os dias por quinze minutos e que a energia gasta por ela, em 30 dias, representa 2% do consumo de energia da casa.
A alternativa correta que apresenta o valor da potência dessa chaleira, em watt, é:
A) 1500
B) 1200
C) 1000
D) 800
Resolução:
R- C
14- (UFPR - PR)
O consumo elétrico de uma unidade residencial foi medido pelo seu proprietário, e o resultado obtido foi expresso pelo gráfico abaixo, que descreve o consumo de corrente elétrica (i) da
residência ao longo das 24 horas do dia (t).
A unidade residencial é alimentada por uma tensão de 110 V.
Considerando os dados expressos no gráfico, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da maior potência elétrica consumida ao longo do dia.
a) 1,1 kW
b) 2,2 kW
c) 4,4 kW
d) 6,6 kW
e) 8,8 kW
Resolução:
R- D