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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 59 (1º exame) da FUVEST 2001

1º exame · Física: Potência elétrica e efeito Joule

Texto-base das questões 41 a 60 · V

OBSERVAÇÃO (para todas as questões de Física): o valor da aceleração da gravidade na superfície da Terra é representado por g. Quando necessário adote: para g, o valor de 10\text{ m/s}^2; para a massa específica (densidade) da água, o valor 1.000\text{ kg/m}^3 = 1\text{ g/cm}^3; para o calor específico da água, o valor 1{,}0\text{ cal/(g}\text{.} ^\text{o}\text{C)} (1\text{ caloria} \text{ ≅ } 4\text{ joules}). Lembre-se de que \sen 30^\circ = \cos 60^\circ = 0{,}5 e \sen 45^\circ = \cos 45^\circ = \sqrt{2} /2.

Um circuito doméstico simples, ligado à rede de 110\ \text{V} e protegido por um fusível \text{F} de 15\ \text{A}, está esquematizado abaixo.

Esquema de um circuito elétrico residencial ligado a uma fonte de 110 V com fusível F em série. Em paralelo, há um ramal com lâmpada e interruptor, e duas tomadas elétricas, estando uma delas conectada a um ferro de passar roupa.

A potência máxima de um ferro de passar roupa que pode ser ligado, simultaneamente, a uma lâmpada de 150\ \text{W}, sem que o fusível interrompa o circuito, é aproximadamente de

  1. A
    1100\ \text{W}
  2. B
    1500\ \text{W}
  3. C
    1650\ \text{W}
  4. D
    2250\ \text{W}
  5. E
    2500\ \text{W}
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O fusível está em série com todo o circuito, então toda a corrente que alimenta a lâmpada e o ferro passa por ele. Como os aparelhos estão em paralelo, as correntes se somam e as potências também.

A potência máxima que o circuito suporta é a do limite do fusível:

P_{\text{máx}} = U\cdot i_{\text{máx}} = 110\cdot 15 = 1650\ \text{W}

Essa potência é dividida entre a lâmpada e o ferro:

  1. Potência total permitida: 1650\ \text{W}.
  2. Potência da lâmpada: 150\ \text{W}.
  3. Potência disponível para o ferro: P_{\text{ferro}} = 1650 - 150 = 1500\ \text{W}.

Com um ferro de 1500\ \text{W}, a corrente total é 1650/110 = 15\ \text{A}, no limite do fusível. Um ferro mais potente faria o fusível queimar.

Alternativa B.

Pegadinha: A alternativa C engana quem calcula 110\cdot 15 e esquece de subtrair a potência da lâmpada, que está no mesmo circuito protegido pelo fusível.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AValor sem base no cálculo; não corresponde a 1650-150.
  • CÉ a potência total que o fusível suporta, sem descontar a lâmpada de 150 W.
  • DCorresponde a uma corrente maior que 15 A (cerca de 21,8 A), queimando o fusível.
  • EExcede o limite de 1650\ \text{W} do circuito, queimando o fusível.

Assuntos: Potência elétrica e efeito Joule, Associação de resistores.

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Ver como caiu na prova Questão 59 no caderno V da FUVEST 2001

Fonte: FUVEST 2001 · 1º exame. Prova oficial ↗