PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 84 do ENEM PPL 2010

1º dia · Ciências da Natureza · Física: Potência elétrica e efeito Joule

Quando ocorre um curto-circuito em uma instalação elétrica, como na figura, a resistência elétrica total do circuito diminui muito, estabelecendo-se nele uma corrente muito elevada.

Ilustração de uma pessoa tomando banho enquanto a fiação conectada ao chuveiro elétrico sofre um curto-circuito, pegando fogo.

O superaquecimento da fiação, devido a esse aumento da corrente elétrica, pode ocasionar incêndios, que seriam evitados instalando-se fusíveis e disjuntores que interrompem essa corrente, quando a mesma atinge um valor acima do especificado nesses dispositivos de proteção.

Suponha que um chuveiro instalado em uma rede elétrica de 110 V, em uma residência, possua três posições de regulagem da temperatura da água. Na posição verão utiliza 2 100 W, na posição primavera, 2 400 W, e na posição inverno, 3 200 W.

GREF. Física 3: Eletromagnetismo. São Paulo: EDUSP, 1993 (adaptado).

Deseja-se que o chuveiro funcione em qualquer uma das três posições de regulagem de temperatura, sem que haja riscos de incêndio. Qual deve ser o valor mínimo adequado do disjuntor a ser utilizado?

  1. A
    40 A
  2. B
    30 A
  3. C
    25 A
  4. D
    23 A
  5. E
    20 A
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
Reportar erro na questão
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Resolução comentada

O disjuntor deve deixar passar a corrente normal do chuveiro e desarmar só acima dela. Por isso, ele precisa suportar a maior corrente entre as três posições, que ocorre na maior potência.

A potência elétrica é P = i \cdot U, logo i = \dfrac{P}{U}.

  1. Posição verão: i = \dfrac{2\,100}{110} \approx 19{,}1\ \text{A}
  2. Posição primavera: i = \dfrac{2\,400}{110} \approx 21{,}8\ \text{A}
  3. Posição inverno: i = \dfrac{3\,200}{110} \approx 29{,}1\ \text{A}

O disjuntor precisa suportar pelo menos 29{,}1\ \text{A}, senão desarmaria no uso normal na posição inverno. Entre as opções, o menor valor que atende a isso é 30\ \text{A}.

O valor de 40\ \text{A} também suportaria o chuveiro, mas o enunciado pede o valor mínimo adequado. Além disso, um disjuntor muito acima da corrente de uso deixaria a fiação exposta a correntes perigosas sem desarmar.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • A40 A protege menos a fiação e não é o valor mínimo pedido; o menor que suporta 29,1 A é 30 A.
  • C25 A é menor que 29,1 A, então o disjuntor desarmaria na posição inverno.
  • D23 A é insuficiente para a posição inverno (29,1 A); só cobre verão e primavera.
  • E20 A é menor até que a corrente da posição primavera (21,8 A).

Assuntos: Potência elétrica e efeito Joule, Corrente elétrica.

Reportar erro na resolução
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Ver como caiu na prova Questão 84 no caderno Azul do ENEM PPL 2010